價(jià)層電子互斥理論

1、2021/2/61復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 回回 顧顧共價(jià)鍵共價(jià)鍵鍵鍵鍵鍵鍵參數(shù)鍵參數(shù)鍵能鍵能鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)鍵角鍵角衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素成鍵方式成鍵方式 “頭碰頭頭碰頭”,呈軸對(duì)呈軸對(duì)稱稱成鍵方式成鍵方式 “肩并肩肩并肩”,呈鏡面對(duì)呈鏡面對(duì)稱稱2021/2/62一、形形色色的分子一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）、雙原子分子（直線型）2 2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V V形）形）2021/2/63、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐

2、形、正四面體）角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形（平面三角形,三角錐形）三角錐形）C2H2CH2ONH3P42021/2/64、五原子分子立體結(jié)構(gòu)、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體最常見的是正四面體CH42021/2/65CH3CH2OHCH3COOHC6H65 5、其它分子立體結(jié)構(gòu)、其它分子立體結(jié)構(gòu)2021/2/66C60C20C40C70資料卡片資料卡片:形形色色的分子形形色色的分子2021/2/672021/2/68 分子世界如此形形色色分子世界如此形形色色,異彩紛呈異彩紛呈,美不美不勝收勝收,常使人流連忘返。常使人流連忘返。 那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測(cè)定的呢那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測(cè)定

3、的呢2021/2/69早年的科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的早年的科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的宏觀性質(zhì)宏觀性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測(cè)出規(guī)律后進(jìn)行推測(cè), ,如今如今, ,科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測(cè)定科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器, ,紅外光譜紅外光譜就是其中的一種。就是其中的一種。分子中的原子分子中的原子不是不是固定不動(dòng)的固定不動(dòng)的, ,而是不斷地而是不斷地振動(dòng)振動(dòng)著的。所著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于平衡位置平衡位置時(shí)的時(shí)的模型。當(dāng)一束模型。當(dāng)一束紅外線紅外線透過分子時(shí)透過分子時(shí), ,分子會(huì)分子會(huì)吸收吸收

4、跟它的某些跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線, ,再記錄到圖譜上呈現(xiàn)再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸吸收峰收峰。通過計(jì)算機(jī)模擬。通過計(jì)算機(jī)模擬, ,可以得知各吸收峰是由哪一個(gè)化可以得知各吸收峰是由哪一個(gè)化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的, ,綜合這些信息綜合這些信息, ,可分析出分子可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)。的立體結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)視野科學(xué)視野分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測(cè)定的分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測(cè)定的? ?（指導(dǎo)閱讀（指導(dǎo)閱讀P P3737）2021/2/610測(cè)分子體結(jié)構(gòu)測(cè)分子體結(jié)構(gòu):紅外光譜儀紅外光譜儀吸收峰吸收峰分析。分析。2021/2/611 同為四原子分子同為四原

5、子分子,CH2O與與 NH3 分子的的空間分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同結(jié)構(gòu)也不同,什么原因什么原因?思考: 同為三原子分子同為三原子分子,CO2 和和 H2O 分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同卻不同,什么原因什么原因? 為了探究其原因?yàn)榱颂骄科湓?發(fā)展了許多結(jié)構(gòu)理論。有一種發(fā)展了許多結(jié)構(gòu)理論。有一種十分簡(jiǎn)單的理論叫十分簡(jiǎn)單的理論叫做做價(jià)層電子對(duì)互斥理論價(jià)層電子對(duì)互斥理論,這種簡(jiǎn)這種簡(jiǎn)單的理論可以用來(lái)預(yù)測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)。單的理論可以用來(lái)預(yù)測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)。2021/2/6121、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、價(jià)層電子對(duì)互斥理論:1）分子的立體結(jié)構(gòu)是）分子的立體結(jié)構(gòu)是 。 2）價(jià)層電子對(duì)指）價(jià)層電子對(duì)指 ,

6、包括包括 。 3） 鍵電子對(duì)數(shù)怎樣確定鍵電子對(duì)數(shù)怎樣確定?二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論（二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR theory）“價(jià)層電子對(duì)價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)相互排斥的結(jié)果果 分子中的中心原子上的電子對(duì)分子中的中心原子上的電子對(duì)鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì) 要點(diǎn)要點(diǎn): :對(duì)對(duì)ABnABn型的分子或離子型的分子或離子, ,中心原子中心原子A A上價(jià)層電子上價(jià)層電子對(duì)之間存在排斥力對(duì)之間存在排斥力, ,將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對(duì)位置上的相對(duì)位置上, ,以使彼此之間斥力最小以使彼此之間斥力最小, ,分子體系能分子體系能量最

7、低。量最低。2021/2/613中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù) (a-xb)215) a、x、b分別指什么分別指什么?a 指中心原子的價(jià)電子數(shù)、指中心原子的價(jià)電子數(shù)、 x 指中心原子結(jié)合的原子指中心原子結(jié)合的原子數(shù)、數(shù)、 b 為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)4）中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)的確定方法是什么）中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)的確定方法是什么?6）分子、陽(yáng)離子和陰離子中）分子、陽(yáng)離子和陰離子中a的計(jì)算方法的計(jì)算方法有什么不同有什么不同?分子中分子中a 指中心原子的價(jià)電子數(shù)、陽(yáng)離子中指中心原子的價(jià)電子數(shù)、陽(yáng)離子中a 指中心指中心原子的價(jià)電

8、子數(shù)減去離子的電荷數(shù)原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù),陰離子中陰離子中a 指中心指中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)2021/2/614分析下表中分子或離子的孤電子對(duì)數(shù)分析下表中分子或離子的孤電子對(duì)數(shù)分子或離子分子或離子 中心中心 原子原子 a x b中心原子中心原子上的孤電上的孤電子對(duì)數(shù)子對(duì)數(shù) SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS014412266483242002202021/2/615思考與交流思考與交流 1、以、以S和和P為例為例,說明如何根據(jù)主族元素在說明如何根據(jù)主族元素在周期表上的位置確定它的價(jià)電子數(shù)。周期表上的位置確定它的價(jià)電子數(shù)

9、。 2、以、以N和和Cl為例為例,說明如何根據(jù)主族元素在說明如何根據(jù)主族元素在周期表上的位置確定它最多能接受的電子周期表上的位置確定它最多能接受的電子數(shù)。數(shù)。2021/2/616 中心原子上的孤對(duì)電子也要中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子占據(jù)中心原子周圍的空間周圍的空間,并參與互相排斥。例如并參與互相排斥。例如,H2O上有上有2對(duì)孤對(duì)電子對(duì)孤對(duì)電子,跟中心原子周圍的跟中心原子周圍的鍵加起來(lái)都是鍵加起來(lái)都是4,它們相互排斥它們相互排斥,形成四面體形成四面體,因而因而H2O分子呈分子呈V形。形。思考思考:根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析,為什么水為什么水是是V 型的結(jié)構(gòu)型的結(jié)

10、構(gòu)?VSEPR模型立體結(jié)構(gòu)H2O的立體結(jié)構(gòu)2021/2/6172、如何確定分子的立體結(jié)構(gòu)、如何確定分子的立體結(jié)構(gòu)?1）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)模型的立體結(jié)構(gòu) 價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù) n與與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 直線型直線型 平面三角形平面三角形 四面體四面體 三角雙錐體三角雙錐體 八面體八面體3）略去）略去VSEPR模型中心原子上的孤電

11、子對(duì)模型中心原子上的孤電子對(duì),便得到了實(shí)際的便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù) (a-xb)212021/2/6181）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)模型的立體結(jié)構(gòu) 價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù) n與與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 直線型直線型 平面三角形平面三角形 四面體四面體 三角雙錐體三角雙錐體 八面體八面體3

12、）略去）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對(duì)模型中心原子上的孤電子對(duì),便得到了實(shí)際的便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)例例1 :SO21）孤電子對(duì)數(shù)為）孤電子對(duì)數(shù)為1 ,價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)為為32）VSEPR 模型模型3）實(shí)際的）實(shí)際的 立體構(gòu)型立體構(gòu)型2021/2/6191）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的）確定含孤電子對(duì)的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)模型的立體結(jié)構(gòu) 價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù) n與與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 n=

13、2 n=3 n=4 n=5 n=6 直線型直線型 平面三角形平面三角形 四面體四面體 三角雙錐體三角雙錐體 八面體八面體3）略去）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對(duì)模型中心原子上的孤電子對(duì),便得到了實(shí)際的便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)例例2: NH31）孤電子對(duì)數(shù)為）孤電子對(duì)數(shù)為1,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為價(jià)層電子對(duì)數(shù)為42）VSEPR 模型模型3）實(shí)際的）實(shí)際的 立體構(gòu)型立體構(gòu)型2021/2/6201）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)）先確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 鍵電子對(duì)數(shù)鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)2）確定含孤電子對(duì)的）確定含孤電子對(duì)的VSEP

14、R模型的立體結(jié)構(gòu)模型的立體結(jié)構(gòu) 價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù) n與與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系模型的立體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 直線型直線型 平面三角形平面三角形 四面體四面體 三角雙錐體三角雙錐體 八面體八面體3）略去）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對(duì)模型中心原子上的孤電子對(duì),便得到了實(shí)際的便得到了實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)例例3: CH41）孤電子對(duì)數(shù)為）孤電子對(duì)數(shù)為0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為價(jià)層電子對(duì)數(shù)為42）VSEPR 模型模型3）實(shí)際的）實(shí)際的 立體構(gòu)型立體構(gòu)型2021/2/621價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù) n與與VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)模型的立體結(jié)構(gòu)2021/2

15、/622分析下表中分子或離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分析下表中分子或離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù),并預(yù)測(cè)其結(jié)構(gòu)并預(yù)測(cè)其結(jié)構(gòu)分子或離子分子或離子中心原子上中心原子上孤電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)鍵電子鍵電子對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)價(jià)層電子價(jià)層電子對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)VSEPR模型的立模型的立體結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)實(shí)際的立實(shí)際的立體結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu) SO21 CO20 CO32-0 SO32- NH3 CH434322332平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形V形形直線形直線形直線形直線形四面體四面體三角錐形三角錐形1134四面體四面體三角錐形三角錐形044四面體四面體正四面體正四面體2021/2/623 練習(xí)練習(xí):確定下列物質(zhì)的確定下列物質(zhì)的VSEPR模型和模型和它們的它們的立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu) H2O BF3 NH4+V形形平面三角形平面三角形正四面體