價層電子對互斥模型

分子的立體結(jié)構(gòu)新課標(biāo)人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)（第一課時）復(fù)習(xí)回顧共價鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素成鍵方式“頭碰頭”,呈軸對稱成鍵方式“肩并肩”,呈鏡像對稱一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）３、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2ONH3P4４、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子分子子世世界界如如此此形形形形色色色色，，異異彩彩紛紛呈呈，，美美不不勝勝收收，，常常使使人人流流連連忘忘返返。。那么么分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)又又是是怎怎么么測測定定的的呢呢？早年年的的科科學(xué)學(xué)家家主主要要靠靠對對物物質(zhì)質(zhì)的的宏觀觀性性質(zhì)質(zhì)進行行系系統(tǒng)統(tǒng)總總結(jié)結(jié)得得出出規(guī)規(guī)律律后后進進行行推推測測，，如如今今，，科科學(xué)學(xué)家家已已經(jīng)經(jīng)創(chuàng)創(chuàng)造造了了許許許許多多多多測測定定分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的現(xiàn)現(xiàn)代代儀儀器器，，紅外外光光譜譜就是是其其中中的的一一種種。。分子子中中的的原原子子不是是固定定不不動動的的，，而而是是不不斷斷地地振動動著的的。。所所謂謂分分子子立立體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)其其實實只只是是分分子子中中的的原原子子處處于于平衡衡位位置置時的的模模型型。。當(dāng)當(dāng)一一束束紅紅外外線線透透過過分分子子時時，，分分子子會會吸吸收收跟跟它它的的某某些些化化學(xué)學(xué)鍵鍵的的振振動動頻頻率率相相同同的的紅紅外外線線，，再再記記錄錄到到圖圖譜譜上上呈呈現(xiàn)現(xiàn)吸吸收收峰峰。。通通過過計計算算機機模模擬擬，，可可以以得得知知各各吸吸收收峰峰是是由由哪哪一一個個化化學(xué)學(xué)鍵鍵、、哪哪種種振振動動方方式式引引起起的的，，綜綜合合這這些些信信息息，，可可分分析析出出分分子子的的立立體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。科學(xué)視視野—分子的的立體體結(jié)構(gòu)構(gòu)是怎怎樣測測定的的？（指導(dǎo)導(dǎo)閱讀讀P37）測分子子體結(jié)結(jié)構(gòu)：：紅外外光譜譜儀→→吸收收峰→→分析析。思考：：同為三三原子子分子子，CO2和H2O分子的的空間間結(jié)構(gòu)構(gòu)卻不不同，，為什什么？？同為四四原子子分子子，CH2O與NH3分子的的空間間結(jié)構(gòu)構(gòu)也不不同，，為什什么？？直線形形V形平面三三角形形三角錐錐形二、價價層電電子對對互斥斥理論論（（VSEPR模型））1、要點點：預(yù)測ABn型的分分子或或離子子的空空間構(gòu)構(gòu)型。。中心原原子A價層電電子對對（包包括用用于形形成共共價鍵鍵的共共用電電子對對和沒沒有成成鍵的的孤對對電子子）之之間存存在排排斥力力，將將使分分子中中的原原子處處于盡可能能遠的的相對對位置置上，以以使彼彼此之之間斥斥力最最小，，分子子體系系能量量最低低。——預(yù)測分分子結(jié)結(jié)構(gòu)的的簡單單理論論鍵角價層電子對數(shù)VSEPR模型模型名稱實例180212034直線形形平面三三角形形四面體體BeCl2BF3CH4、CCl4109°28’推測分分子或或離子子立立體構(gòu)構(gòu)型的的步驟驟：（1）基本本概念念：（（以氨氨分子子為例例說明明）HNH3HNH中心原原子配位原原子配位數(shù)數(shù)???××?×?孤電子子對σ鍵電子子對σ鍵電子子對σ鍵電子子對價層電電對δ鍵電子子對=與中心心原子子結(jié)合合的原原子數(shù)數(shù)=δ鍵電子對+中心原子上上的孤電子子對中心原子上上的孤電子子對=?（a-xb)a:中心原子的的價電子數(shù)數(shù)(對于陽離子子：a為中心原子子的價價電子數(shù)減減去離子的的電荷數(shù)；；對于陰離離子：a為中心原子子的價電電子數(shù)加上上離子的電電荷數(shù)）x為與中心原原子結(jié)合的的原子數(shù)b為與中心原原子結(jié)合的的原子最多多能接受的的電子數(shù)(H為1，其他原子子為“8-該原子的價電子數(shù)）探究與討論論：1、寫出H、C、N、O等原子的電電子式：原子HCNO電子式價電子數(shù)可形成共用電子對數(shù)最多能接受的電子數(shù)H···O：··C：··1654·N：··11443322分子或離子中心原子axb孤電子對σ鍵的電子對數(shù)中心原子的價層電子對數(shù)CO2H2OSO2S622123CO32-4+2C32033NH3N531134NH4+SO32-FS6N5-141044（2）中心原原子上有有孤對電電子的分分子孤對電子子也要占占據(jù)中心心原子周周圍的空空間，并參與與互相排排斥價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型VSEPR模型分子構(gòu)型實例321AB2431AB3422AB2V型三角錐V型PbCl2NH3H2O分子式價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)VSEPR模型分子空間構(gòu)型CO2SO2SO3220213330直線形V型平面三角角形分子式價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)VSEPR模型分子空間構(gòu)型SO32-SO42-134440三角錐正四面體體

成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布方式

分子構(gòu)型

實例直線形

23平面三角形20AB2直線形HgCl230AB321AB2層價電子對數(shù)平面三角角形BF3SO3V形PbCl2VSEPR模型名稱稱價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布分子構(gòu)型 實例方式4四面體40AB431AB322AB2正四面體體CH4三角錐形形NH3Ｖ形H2OVSEPR模型名稱稱注：價層電電子對互互斥模型型對少數(shù)化合合物判斷斷不準(zhǔn)，不能適適用于過過渡金屬屬化合物物，除非非金屬具具有全滿滿、半滿滿或全空空的d軌道應(yīng)用反饋饋:化學(xué)式

中心原子孤對電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNNO2NH2－NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V型平面三角角形三角錐形形四面體正四面體體正四面體體PO43－04正四面體體利用價層電電子對互斥斥理論時，，首先要根根據(jù)原子的的最外層電電子數(shù)，判判斷中心原原子上有沒沒有孤對電電子，然后后再根據(jù)中中心原子結(jié)結(jié)合的原子子的數(shù)目，，就可以判判斷分子的的空間構(gòu)型型

價層電子對數(shù)

23

4

5

6電子對排布方式 直線形平面三角形四面體三角雙錐八面體思考與交流流:P:381、下列物質(zhì)質(zhì)中，分子子的立體結(jié)結(jié)構(gòu)與水分子相似似的是（（））A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl4B2、下列分子子的立體結(jié)結(jié)構(gòu)，其中中屬于直線型分子子的是（（））A、H2OB、CO2C、C2H2D、P4BC3、為了解釋釋和預(yù)測分分子的空間間構(gòu)型，科科學(xué)家在歸納納了許多已已知的分子子空間構(gòu)型型的基礎(chǔ)上，提提出了一種種十分簡單單的理論模模型—價層電子對對互斥模型型。這種模模型把分子子分成兩類：：一類是；另一類是是是。BF3和NF3都是四個原原子的分子子，BF3的中心原子子是，NF3的中心原子子是；BF3分子的立體體構(gòu)型是平平面三角形形，而NF3分子的立體體構(gòu)型是三三角錐形的的原因是。值得注意的的是價層電電子對互斥斥模型只能能解釋化合合物分子的的空間構(gòu)形形，卻無法法解釋許多多深層次的的問題，如如無法解釋釋甲烷中四四個C—H的鍵長、鍵鍵能相同及及H—C—H的鍵角為10928′。因為按照照我們已經(jīng)經(jīng)學(xué)過的價價鍵理論，，甲烷的4個C—H單鍵都應(yīng)該該是σ鍵，然而，，碳原子的的4個價層原子子軌道是3個相互垂直直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它它們跟4個氫原子的的1s原子軌道重重疊，不可可能得到四四面體構(gòu)型型的甲烷分分子。為了解決這這一矛盾，，鮑林提出出了雜化軌軌道理論，，2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)它的要點是是：當(dāng)碳原原子與4個氫原子形形成甲烷分分子時，碳碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生生混雜，混雜時保持軌道道總數(shù)不變變，得到4個能量相等、、成分相同同的sp3雜化軌道，，夾角10928′，表示這4個軌道是由由1個s軌道和3個p軌道雜化形形成的如下下圖所示：：三、雜化軌軌道理論簡簡介雜化：原子子內(nèi)部能量相近的原子軌道道，在外界界條件影響響下重新組組合的過程程叫原子軌軌道的雜化化雜化軌道：：原子軌道道組合雜化化后形成的的一組新軌軌道雜化軌道類類型：sp、sp2、sp3等雜化結(jié)果：：重新分配配能量和空空間方向，，組成數(shù)目目相等成鍵鍵能力更強強的原子軌軌道雜化軌道用用于形成σ鍵和容納孤孤對電子2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)Sp3雜化Sp3雜化碳的sp2雜化軌道sp2雜化：三個個夾角為120°的平面三角角形雜化軌軌道。Sp2雜化C2H4Sp2雜化大π鍵C6H6Sp3雜化碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角角為180°的直線形雜雜化軌道。。Sp雜化乙炔的成鍵鍵基態(tài)N的最外層電電子構(gòu)型為為2s22p3，在H影響下，N的一個2s軌道和三個個2p軌道進行sp3不等性雜化，形成成四個sp3雜化軌道。。其中三個個sp3雜化軌道中各有一一個未成對對電子，另另一個sp3雜化軌道被被孤對電子所所占據(jù)。N用三個各含含一個未成成對電子的sp3雜化軌道分分別與三個個H的1s軌道重疊，，形成三個鍵鍵。。由于孤對對電子的電電子云密集集在N的周圍，對三三個鍵鍵的的電子云有有比較大的的排斥作用，使鍵鍵之間的鍵鍵角被壓縮縮到，，因此NH3的空間構(gòu)型型為三角錐錐形。基態(tài)O的最外層電電子構(gòu)型為為2s22p4，在H的影響下，O采用sp3不等性雜化化，形成四四個sp3雜化軌道，其其中兩個雜雜化軌道中中各有一個個未成對電電子，另外兩兩個雜化軌軌道分別被被兩對孤對對電子所占占據(jù)。O用兩個各含含有一個未未成對電子子的sp3雜化軌道分別與兩兩個H的1s軌道重疊，，形成兩個個鍵。由于O的兩對孤對對電子對兩兩個鍵鍵的的成鍵電子有更大大的排斥作作用，使鍵鍵之間的鍵鍵角被壓縮到，因此H2O的空間構(gòu)型型為角型。。1、看中心原原子有沒有有形成雙鍵鍵或叁鍵，，如果有1個叁鍵，則則其中有2個π鍵，用去了了2個p軌道，形成成的是sp雜化；如果果有1個雙鍵則其其中有1個π鍵，形成成的是sp2雜化；如如果全部部是單鍵鍵，則形形成的是是sp3雜化。2、沒有填填充電子子的空軌軌道一般不參與雜雜化.根據(jù)以下下事實總總結(jié)：如如何判斷斷一個化化合物的的中心原原子的雜雜化類型型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C已知：雜雜化軌道道只用于于形成σ鍵或者用用來容納納孤對電電子雜化軌道道數(shù)=中心原子子孤對電電子對數(shù)數(shù)＋中心心原子結(jié)結(jié)合的原原子數(shù)代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述述信息完完成下表表：0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形科學(xué)探究究1、寫出HCN分子和CH20分子的路路易斯結(jié)結(jié)構(gòu)式。。2．用VSEPR模型對HCN分子和CH2O分子的立立體結(jié)構(gòu)構(gòu)進行預(yù)預(yù)測(用立體結(jié)結(jié)構(gòu)模型型表示)3．寫出HCN分子和CH20分子的中中心原子子的雜化化類型。。4．分析HCN分子和CH2O分子中的的π鍵。1、下列分子子中的中中心原子子雜化軌軌道的類類型相同同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B課堂練習(xí)習(xí)課堂練習(xí)習(xí)2、指出中中心原子子可能采采用的雜雜化軌道道類型，，并預(yù)測測分子的的幾何構(gòu)構(gòu)型。(1)PCl3(2)BCl3(3)CS23、寫出下下列分子子的路易易斯結(jié)構(gòu)構(gòu)式(是用短線線表示鍵鍵合電子子,小黑點表表示未鍵鍵合的價價電子的的結(jié)構(gòu)式式)并指出中中心原子子可能采采用的雜雜化軌道道類型，，并預(yù)測測分子的的幾何構(gòu)構(gòu)型。(1)PCI3(2)BCl3(3)CS2(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角錐形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直線形C=S=S........(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......分子式立體結(jié)構(gòu)路易斯結(jié)構(gòu)式中心原子雜化類型CO2BF3CH4C2H4C2H2分子式立體結(jié)構(gòu)路易斯結(jié)構(gòu)式中心原子雜化類型NH3H2OHCHONH4+SO42-配位健——一種特殊殊的共價價鍵H3O+NH4+SO42-配位鍵：：一方是是能夠提提供孤對對電子的的原子，，另一方方是能夠夠接受孤孤對電子子的空軌軌道的原原子間形形成的““電子對對給予---接受鍵””天藍色天藍色天藍色無色無色無色四、配合合物理論論簡介：：實驗2-1固體顏色色溶液顏色色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前前三種溶溶液呈天天藍色大大概與什什么物質(zhì)質(zhì)有關(guān)？？依據(jù)是是什么？？CuOH2H2OH2OH2O2+★配位化合合物，簡簡稱配合合物，通通常是由由中心離離子（或或原子））與配配位體(某些分子子或陰離離子)以配位鍵鍵的形式式結(jié)合而而成的復(fù)復(fù)雜離子子或分子子。2+CuNH3H3NNH3NH3實驗2-2已知氫氧氧化銅與與足量氨氨水反應(yīng)應(yīng)后溶解解是因為為生成[Cu(NH3)4]2+，其結(jié)構(gòu)構(gòu)簡式為為：試寫出實實驗中發(fā)發(fā)生的兩兩個反應(yīng)應(yīng)的離子子方程式式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+4NH3.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍色沉淀淀深藍色溶溶液實驗2-3Fe3++SCN—[Fe(SCN)]2+硫氰酸根根血紅色練習(xí)書寫寫：向硝酸銀銀溶液中中逐漸滴滴加氨水水的離子子方程式式配合物的的組成復(fù)鹽：由由兩種或或兩種以以上的陽陽離子與與一種酸酸根離子子組成的的鹽叫做做復(fù)鹽。。如如:KAl（SO4）2·12H2O混鹽：是是指一種種金屬離離子與多多種酸根根離子所所構(gòu)成的的鹽。如如氯氯化硝酸酸鈣[Ca(NO3)Cl]復(fù)鹽、混混鹽、配配合物鹽鹽配合物鹽:是在配合物的溶液或晶體中，十分明確地存在著含有配位鍵的、能獨立存在的復(fù)雜組成的離子：

[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]2++SO42-鹽的種類類很多，，有正鹽鹽、酸式式鹽、堿堿式鹽、、復(fù)鹽、、配合物物鹽、混混鹽等等等。其中中的混鹽鹽是由一一種金屬屬陽離子子（包括括NH4+）和兩種種酸根陰陰離子所所組成的的化合物物。則下下列物質(zhì)質(zhì)屬于混混鹽的是是AKAl(SO4)2?12H2OBCaOCl2CNaHSO4DMg2(OH)2CO3形成配合合物時性性質(zhì)的改改變1、顏色的的改變Fe3++nSCN-==[Fe(SCN)n](n-3)-2、溶解度度的改變變：AgCl＋HCl＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-Au+HNO3+4HCl==H[AuCl4]+NO+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O3、酸堿性性的改變變：[Cu(NH3)4](OH)2的堿性大大于Cu(OH)2下列分子子或離子子中都存存在著配配位鍵的的是A．NH3、H2OB．NH4+、H3O+C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+、PCI3下列各種說說法中錯誤誤的是A、形成配位位鍵的條件件是一方有有空軌道一一方有孤對對