價層電子互斥理論

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）C2H2CH2OCOCl2NH3P4４、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世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢？早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進行推測，如今，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學(xué)鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)。科學(xué)視野—分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測定的？（指導(dǎo)閱讀P39）測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。

形，如CO2

形，如H20

形，如HCHO、BF3

形，如NH3分子的立體結(jié)構(gòu)最常見的是

形，如CH4五原子分子———三原子分子四原子分子一、形形色色的分子表格一直線V平面三角三角錐正四面體★☆★通過填表，你能發(fā)現(xiàn)什么問題？

同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？思考:直線形V形

同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？思考:三角錐形平面三角形原子HCNO電子式可形成共用電子對數(shù)1)寫出H、C、N、O原子的電子式：表格二H···O：··1234·N：····C··探究：同為三原子分子或四原子分子，分子的空間構(gòu)型為什么不同？

2)寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的電子式、結(jié)構(gòu)式及分子的空間構(gòu)型：表格三分子CO2H2ONH3CH2OCH4電子式結(jié)構(gòu)式分子的空間構(gòu)型OCO:::::::::::HOH::::HNH:H:::HCH:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H--HH直線形V形三角錐形平面三角形正四面體HH..C....O......對ABn型分子，B圍繞A成鍵，則A為中心原子，n值為中心原子結(jié)合的原子數(shù)。四、價層電子對互斥模型（VSEPR）基本要點ABn型分子（離子）中中心原子A周圍的價電子對的幾何構(gòu)型，主要取決于價電子對數(shù)（n），價電子對盡量遠離，使它們之間斥力最小。

1、內(nèi)容：中心原子價電子層電子對（包括＿＿＿

電子對和

的孤對電子對）的互相

作用，使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對相互

的那種構(gòu)型，即分子盡可能采取對稱的空間構(gòu)型。（VSEPR模型）成鍵未成鍵排斥排斥最小二、價層電子對互斥模型價層電子對包括成鍵的σ電子對和孤電子對不包括成鍵的π電子對！

孤對電子：未用于形成共價鍵的電子對，例氮原子和氫原子形成氨分子時，N提供3個未成對電子與3個H形成3對共用電子對，還有1對電子未與其他原子共用，這對電子就稱為孤對電子,例如黑點表示中心原子N與O的孤對電子，而中心原子C無孤對電子3)分析CO2，H2O，NH3，CH2O，CH4電子式的中心原子價電子層電子對成鍵情況。:::HNH:H:::HOH:OCO:::::::::::HCH:HHHH..C....O......分成鍵電子對和孤對電子對結(jié)論：成鍵電子對和孤對電子對會影響分子的空間構(gòu)型

中心原子有孤對電子，其要占據(jù)中心原子周圍的空間，并且

，使分子呈現(xiàn)不同的立體構(gòu)型。互相排斥價層電子對數(shù)=

σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)=σ鍵數(shù)=中心原子結(jié)合的原子數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)=ɑ表示中心原子的價電子數(shù)對于主族元素，ɑ=最外層電子數(shù)陽離子：ɑ=價電子數(shù)-離子電荷數(shù)陰離子：ɑ=價電子數(shù)+離子電荷數(shù)x=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b=與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，

H=1,其他原子=8-該原子的價電子數(shù)中心原子含孤對電子對數(shù)代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)(n值）鍵角分子的空間構(gòu)型CO2CH2OCH4H2ONH3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形105°107°180°

0214)填寫孤對電子與分子的空間構(gòu)型關(guān)系，中心原子結(jié)合的原子數(shù)(n值）與分子的空間構(gòu)型關(guān)系。

120°109°28′2233400OCO:::::::::::HOH::::HNH:HHH..C....O......:::HCH:HH中心無孤對電子中心存在孤對電子C..H..H..HH..CHHHH40正四面體形OHH2O..HH......2V形..N......HHHNHHH31三角錐形CHHO=30平面三角形HH..C....O......C=O=O20直線形C........OO........代表物思考并填寫下列表格：電子式結(jié)構(gòu)式中心原子結(jié)合的原子數(shù)中心原子孤對電子對數(shù)空間構(gòu)型CO2CH2OCH4H2ONH3請你試總結(jié)分子的空間構(gòu)型各不同的原因。總結(jié):由于分子中的成鍵電子對及中心原子上的孤對電子對相互排斥，結(jié)果趨向盡可能彼此遠離，以減小斥力，從而影響了分子的空間構(gòu)型。(VSEPRmodels)二、價層電子對互斥模型1、一類是中心原子上的價電子都用于形成共價鍵，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來預(yù)測，概括如下（無孤對電子）：

ABn

立體結(jié)構(gòu)范例

n=2直線形CO2、CS2n=3平面三角形CH2O、BF3n=4正四面體形CH4、CCl4n=5三角雙錐形PCl5

n=6正八面體形SCl6一個分子或離子中的價層電子對在空間的分布（即含孤對電子的VSEPR模型）

2

34

56

直線形平面三角形正四面體三角雙錐體正八面體注意：孤對電子的存在會改變鍵合電子對的分布方向，從而改變化合物的鍵角。電子間斥力大小：孤對間>孤對與鍵合間>鍵合間分子CO2CH2OCH4電子式結(jié)構(gòu)式中心原子有無孤對電子空間結(jié)構(gòu)OCO:::::::::::HCH:HHO=C=OH-C-H=OH-C-H--HH無無無直線形

平面三角形

正四面體::

HCH:O:::2、另一類是中心原子上有孤對電子(未用于形成共價鍵的電子對)的分子。

ABn

立體結(jié)構(gòu)范例

n=2

V形H2On=3三角錐形NH3原因：中心原子上的孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H2O和NH3的中心原子分別有2對和l對孤對電子，跟中心原子周圍的σ鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角錐形。中心原子代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子類型空間構(gòu)型無孤對電子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤對電子H2O2AB2NH33AB3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形小結(jié):價層電子對互斥模型直線型平面三角型四面體BeCl2,HgCl2BF3，BCl3

(CH4,CCl4,NH4+)中心原子價電子都用于形成共價鍵,不含孤對電子三角錐V型H2O，H2S(NH3;H3O+)中心原子有孤對電子應(yīng)用反饋: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HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體1．s電子云是

形的，p電子云是啞鈴形的，p能級有3個原子軌道，分別是

、

、

。2．價層電子對數(shù)與VSEPR模型的關(guān)系價層電子對數(shù)VSEPR模型2

3

4

PxPyPz直線形平面三角形正四面體球微粒結(jié)構(gòu)式VESPR模型分子或離子構(gòu)型HCNNH4＋H3O＋SO2BF3[友情提醒]價層電子對相互排斥作用的大小，決定于電子對之間的夾角和電子對的成鍵情況。一般規(guī)律：①電子對之間的夾角越小，排斥力越大；②成鍵電子對受兩個原子核的吸引，電子云比較緊縮；孤對電子對只受中心原子的吸引，電子云較“肥大”，對鄰近電子對的斥力較大。電子對之間斥力大小的順序：孤對電子對—孤對電子對＞孤對電子對—成鍵電子對＞成鍵電子對—成鍵電子對。③三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子數(shù)目多，所以其斥力大小順序為：三鍵＞雙鍵＞單鍵只有一種角度，120°。只有一種角度，109°28′。

5對電子三角雙錐3對電子正三角形??A????4對電子正四面體A????????電子對數(shù)和電子對空間構(gòu)型的關(guān)系電子對相互排斥，在空間達到平衡取向。2對電子直線形

6對電子正八面體課堂練習(xí)1.下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是（）A.CO2B.H2S