2.2.2价层电子对互斥模型 课件高二化学人教版选择性必修2

新人教版·化学选择性必修二第二章

分子结构与性质第二节

分子的空间结构新课导入键能键长共价键的稳定性键角分子的空间结构决定分子的性质键参数决定决定

分子的世界形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。

肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的结构的呢？P4O6SF6NH3P4新课讲授现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法。红外光谱仪X射线衍射仪质谱仪测定化学键或官能团测定相对分子质量测定键长、键角等任务一：分子结构的测定新课讲授任务一：分子结构的测定红外光谱分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，记录到图谱上呈现吸收峰。和谱图库比对，或通过量子化学计算，分析分子中含何种化学键或官能团。

该物质中有C—H、O—H、C—O化学键，推测可能含有羟基官能团。例：某未知物分子式为C2H6O，可能为乙醇CH3CH2OH，或者二甲醚CH3OCH3，通过红外光谱，可以推测其结构。新课讲授任务一：分子结构的测定质谱仪电子流轰击样品分子后变成不同相对质量的分子离子和碎片离子。通过狭缝进入磁场后分离，在记录仪上呈现一系列峰。纵坐标是相对丰度（与粒子的浓度成正比）横坐标是粒子的相对质量与其电荷数之比m/z，简称质荷比。甲苯分子的质谱图

相对分子质量＝最大质荷比

甲苯的相对分子质量为92新课讲授H2O2N2HClO=ON≡NH-ClH-H双原子分子的结构为直线形新课讲授三原子分子的空间结构——直线形和V形三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状有哪些？化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CO2

H2O

H

HOCOOO=C=OHHO180°直线形105°V形（角形）H

HOCOOO=C=O新课讲授四原子分子的空间结构——平面三角形或三角锥形

四个原子构成的分子，将这4个原子看成四个点，则它们在空间上可能构成几种形状？化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型甲醛CH2O

NH3

CHOHHHNH约120°平面三角形107°三角锥形O=CHHH

HNH新课讲授四原子分子的空间结构乙炔C2H2180°P460°直线形正四面体形BF3120°平面正三角形H2O2折线形新课讲授五原子分子的空间结构——正四面体形

化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CH4

109°28′正四面体形H

HCHHCHHHHCCl4109°28′正四面体形新课讲授其他多原子分子的空间结构模型C60椅式C6H12比船式C6H12稳定P4O10P4新课导入三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？CH4CO2

H2O

CH2O

有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥模型，简称VSEPR，可以预测分子的空间结构。NH3

正四面体形109°28′直线形180°V形105°平面三角形约120°三角锥形107°新课讲授任务二：价层电子对互斥模型1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比和尼霍尔姆在20世纪50年代加以发展，命名为价层电子对互斥模型，简称VSEPRValenceShellElectronPairRepulsion新课讲授任务二：价层电子对互斥模型价层电子对互斥（VSEPR）模型认为分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对间存在排斥力，使分子空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，斥力最小，能量最低，最稳定。“价层电子对”是指中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子的空间结构。1．价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)(1)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数新课讲授任务一：价层电子对互斥模型2．价层电子对的计算新课讲授任务一：价层电子对互斥模型价层电子对数化学式

电子式

结构式CO2H2OCH2ONH3CH4成键电子对孤电子对O=C=OOHHO=CHH成键σ键电子对孤电子对价层电子对孤电子对中心原子的价层电子对数＝成键σ键电子对数+孤电子对数成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对孤电子对：未用于形成共价键的电子对新课讲授任务一：价层电子对互斥模型成键σ键电子对数——化学式确定成键σ键电子对数=与中心原子结合的配体原子数中心原子配体原子----处于“中心”的原子----与中心原子结合(周围)的原子注：多重键只计算σ键电子对，不计π键电子对。即共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个σ电子对。分子中心原子σ键电子对数H2OONH3NSO3SNH4+NNO3-N23343新课讲授任务一：价层电子对互斥模型孤电子对数1）根据电子式直接确定2）根据公式计算确定孤电子对数=2—1(a-xb)与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子最多能接受的电子数中心原子的价电子数

主族元素：a＝

对于离子：a＝

a＝价电子数－电荷数（阳离子）价电子数(最外层电子数)H：b=1其他原子b=

8﹣价电子数价电子数+电荷数的绝对值（阴离子）

氧族：b=2卤族：b=1与中心原子结合的原子数中心原子的价电子数H：b=1其他原子b=

NH3×(5-3×1)＝121H2O×(6-2×1)＝221新课讲授任务一：价层电子对互斥模型孤电子对数分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数CO2CO32-NH4+H3O+SO32-NO2计算中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb)C422(4-2×2)÷2＝0CN4+2=632(6-3×2)÷2＝05-1=441(4-4×1)÷2＝0O6-1=531(5-3×1)÷2＝1S32(8-3×2)÷2＝16+2=8价电子数结合的原子个数结合原子最多所能接受的电子数N522(5-2×2)÷2＝1/2注意：若剩余一个单电子，可当作一个孤电子对注意：对于离子，所带电荷数计入中心原子的价层电子中。分子或离子中心原子σ键电子对数axb孤电子对数价电子对数H3O+NH4+NO3-NO2-PCl5SF6CO2CO32-NO2O353114N444104N363203N262213P555105S666106C242202C363203N25221/2=13分子或离子中心原子σ键电子对数axb孤电子对数价电子对数CH4CH2OHClOCCl4BF3SO2SO3SO42-SO32-C444104C3431，203O262124C444104B333103S262213S363203S484204S383214新课讲授任务一：价层电子对互斥模型价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)价层电子对数：2价层电子对数：3价层电子对数：4价层电子对数：5价层电子对数：6直线形平面三角形（正）四面体形三角双锥形八面体形新课讲授任务一：价层电子对互斥模型中心原子无孤电子对的分子或离子分子或离子σ键电子对数孤电子对数VSEPR模型VSEPR模型名称分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构CO2CH4234000直线形平面三角形正四面体形直线形平面三角形正四面体形由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的

，便可得到分子的空间结构。孤电子对VSEPR模型与分子或离子的空间结构一致中心原子有孤电子对的分子或离子分子或离子σ键电子对数孤电子对数VSEPR模型VSEPR模型名称分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构名称NH3H2OSO2222113四面体形V形V形四面体形平面三角形三角锥形VSEPR模型与分子或离子的空间结构不一致新课讲授任务一：价层电子对互斥模型新课讲授任务一：价层电子对互斥模型ABn型分子的VSEPR模型和立体结构价电子对数VSEPR模型成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布模型立体结构实例234直线形20 AB2直线形

30 AB3平面三角形

21 AB2V形SO2O3

PbCl2平面三角形BF3、BCl3、SO3CO2、BeCl2正四面体正四面体

三角锥形

V形H2OH2S40AB431 AB322 AB2NH3、PCl3

CH4、CCl4思考与讨论实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°，为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？成键电子对相互排斥1对孤电子对对成键电子对排斥2对孤电子对对成键电子对排斥价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：①孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。109°28′107°105°即：孤电子对越多，成键电子对的排斥越小，化学键键角越小。下列分子中键角最小的是(

)A.SiH4B.PH3 C.H2S D.HCl思考与讨论H2O和H2S都是V形结构，键角：H2O>H2S

？NH3，PH3和NF3同为三角锥形结构，键角：NH3>PH3，而键角：NH3>NF3？从电负性的角度分析原因。①中心原子的电负性越大，成键电子对更靠近中心原子，成键电子对之间斥力增大，键角增大。

如H2O>H2S

和

NH3>PH3②配位原子的电负性越大，成键电子对远离中心原子，成键电子对之间斥力减小，键角减