分子的空間結(jié)構(gòu)（第2課時(shí) 價(jià)層電子對(duì)互斥模型）【知識(shí)建構(gòu)+拓展延伸】 高二化學(xué)精講精練（人教版2019選擇性必修2）

第二節(jié)

分子的空間結(jié)構(gòu)課時(shí)2價(jià)層電子對(duì)互斥模型第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)01學(xué)習(xí)目標(biāo)

CONTENT價(jià)層電子對(duì)互斥模型02σ鍵電子對(duì)數(shù)03中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)CO2直線形180°H2O

V形105°CH2O平面三角形約120°NH3三角錐形107°三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，為什么它們的空間結(jié)構(gòu)不同？【思考與討論】寫出分子的電子式，再對(duì)照其球棍模型，運(yùn)用分類、對(duì)比的方法，分析結(jié)構(gòu)不同的原因。CO2H2OCH2ONH3CH4化學(xué)式電子式分子的空間結(jié)構(gòu)模型【思考與討論】化學(xué)式電子式分子的空間結(jié)構(gòu)模型CO2H2OCH2ONH3CH4成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)結(jié)論

由于中心原子的孤電子對(duì)占有一定空間，對(duì)其他成鍵電子對(duì)存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。【思考與討論】

價(jià)層電子對(duì)互斥模型認(rèn)為,分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對(duì)互斥理論的內(nèi)容價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPRmodels)模型分子中的價(jià)層電子對(duì)包括σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì),多重鍵只計(jì)其中σ鍵的電子對(duì),不計(jì)π鍵電子對(duì)。價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)判斷VSEPR理想模型略去孤電子對(duì)得到分子空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分子的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPRmodels)模型中心原子無(wú)孤電子對(duì)的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空間結(jié)構(gòu)。若有：先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對(duì)，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)如何計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPRmodels)模型

中心原子（C原子）形成了兩條σ鍵（兩對(duì)σ鍵電子對(duì)），沒(méi)有孤電子對(duì)，總和為2對(duì)價(jià)層電子對(duì)。為了使它們之間斥力最小，就應(yīng)使夾角為180°，也就預(yù)測(cè)出了CO2不可能是直角形狀，而必定是直線型。預(yù)測(cè)分子或離子的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPRmodels)模型的應(yīng)用CO2為什么不是直角形狀，而是直線型呢？

中心原子（C原子）形成了四條σ鍵（四對(duì)σ鍵電子對(duì)），沒(méi)有孤電子對(duì)，總和為4對(duì)價(jià)層電子對(duì)。為了使它們之間斥力最小，就應(yīng)使夾角為109°28’，不能是90°。也就預(yù)測(cè)出了CH4必定是正四面體。CH4為什么不是正方形，而是正四面體結(jié)構(gòu)呢？預(yù)測(cè)分子或離子的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPRmodels)模型的應(yīng)用

ABn型分子，A為中心原子，B為周圍與A用共價(jià)鍵結(jié)合的原子。n為結(jié)合的數(shù)量，也等于A與B之間結(jié)合的σ鍵個(gè)數(shù)，即σ鍵電子對(duì)的數(shù)量。即σ鍵電子對(duì)數(shù)=中心原子結(jié)合的原子數(shù)。分子中心原子共價(jià)鍵鍵數(shù)鍵電子對(duì)數(shù)H2OOO－H2NH3NN－H3SO3SS=O2232σ鍵電子對(duì)可從化學(xué)式來(lái)確定根據(jù)電子式直接確定公式計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(a-xb)CH4×(4-4×1)＝0NH3×(5-3×1)＝1H2O×(6-2×1)＝221212121中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)1、a為中心原子的價(jià)電子數(shù)（對(duì)于主族元素等于原子的最外層電子數(shù)）；2、x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；3、b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)（氫為1，其他原子為“8減去該原子的價(jià)電子數(shù)”，氧和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素均為1中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)公式計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(a-xb)21對(duì)主族元素，a=最外層電子數(shù)；對(duì)于陽(yáng)離子，a=價(jià)電子數(shù)-離子電荷數(shù)；對(duì)于陰離子，a=價(jià)電子數(shù)+|離子電荷數(shù)|。

公式計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(a-xb)21中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)C原子的孤電子對(duì)為（4-4×1）÷2=0個(gè)；分子中一個(gè)C原子與4個(gè)H原子形成了4個(gè)σ鍵電子對(duì)；則價(jià)層電子對(duì)為4。這4對(duì)價(jià)層電子對(duì)之間彼此排斥，便得到了正四面體的VSEPR模型，也就是甲烷分子的空間構(gòu)型。中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)例：CH4：C原子的孤電子對(duì)為（4-2×2）÷2=0個(gè)；分子中一個(gè)C原子與2個(gè)O原子形成了2個(gè)σ鍵電子對(duì)；則價(jià)層電子對(duì)為2。這2對(duì)價(jià)層電子對(duì)之間彼此排斥，便得到了直線型的VSEPR模型，也就是二氧化碳分子的空間構(gòu)型。中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)例：CO2：【課堂練習(xí)】分析下表中分子或離子的孤電子對(duì)數(shù)分子或離子中心原子

a

x

b中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)

SO2

NH4+

CO32-

CO2

SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220=?（a-xb)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)=中心原子的σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)代表物電子式中心原子結(jié)合的原子數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202

（1）中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵，無(wú)孤對(duì)電子。如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)n(價(jià)層電子對(duì)數(shù))來(lái)預(yù)測(cè)，概括如下：

ABn

立體結(jié)構(gòu)范例

n=2

直線形CO2、CS2

n=3

平面三角形CH2O、BF3

n=4

正四面體形CH4、CCl4

n=5

三角雙錐形PCl5

n=6

正八面體形SCl6確定價(jià)層電子對(duì)互斥模型中心原子上有孤電子對(duì)的分子的立體構(gòu)型化學(xué)式路易斯結(jié)構(gòu)式含孤電子對(duì)的VSEPR模型分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱H2ONH3V形三角錐形化學(xué)式路易斯結(jié)構(gòu)式含孤電子對(duì)的VSEPR模型分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱HCNH3O＋SO2直線形三角錐形V形..得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤電子對(duì)，中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并與成鍵電子對(duì)互相排斥。再討論空間構(gòu)型時(shí)應(yīng)略去孤電子對(duì)，才是該分子的實(shí)際空間構(gòu)型。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4對(duì)價(jià)層電子對(duì)，它們相互排斥，VSEPR模型都是四面體，但CH4孤電子對(duì)為0，正四面體NH3孤電子對(duì)為1，三角錐形H2O孤電子對(duì)為2，V形得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤電子對(duì)，中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并與成鍵電子對(duì)互相排斥。再討論空間構(gòu)型時(shí)應(yīng)略去孤電子對(duì)，才是該分子的實(shí)際空間構(gòu)型。價(jià)層電子對(duì)之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：孤電子對(duì)－孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)＞成鍵電子對(duì)－成鍵電子對(duì)。隨著孤電子對(duì)數(shù)目的增多，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力增大，鍵角減小。點(diǎn)撥H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°，請(qǐng)解釋原因。H2O、NH3的價(jià)層電子對(duì)均為4，H2O、NH3的的孤電子對(duì)分別為2、1，分子中電子對(duì)之間的斥力大小順序：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)＞成鍵電子-成鍵電子，故H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°。【思考與討論】?jī)r(jià)電子對(duì)互斥模型σ鍵電子對(duì)中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)目?jī)r(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型VSEPR模型略去孤電子對(duì)分子的立體構(gòu)型課堂小結(jié)1．判斷正誤(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打“×”)(1)CH2Cl2分子只有一種，可說(shuō)明CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。()(2)分子的VSEPR模型和相應(yīng)分子的立體構(gòu)型是相同的。()(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，H3O＋的立體構(gòu)型為平面正三角形。()(4)SO2分子與CO2分子的組成相似，故它們都是直線形分子。()√×××【課堂練習(xí)】【課堂練習(xí)】2、下列分子中,空間結(jié)構(gòu)不是直線形的是(

)A.CO B.H2OC.CO2 D.C2H2B3、下列分子或離子的中心原子上未用于成鍵的價(jià)電

子對(duì)最多的是(

)A．H2OB．HCl

C．NH4＋

D．PCl