價(jià)層電子對互斥模型 課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

價(jià)層電子對互斥模型孤電子對成鍵電子對問題：請同學(xué)們觀察上述分子的電子式，再對照其球棍模型，運(yùn)用分類、對比的方法，分析結(jié)構(gòu)不同的原因。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？價(jià)層電子對互斥模型（VSEPR模型）內(nèi)容有一種比較簡單的理論叫價(jià)層電子對互斥模型（VSEPRmodel），預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)。1.分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對”相互排斥的結(jié)果。(1)中心原子：是指分子中成鍵數(shù)目最多的原子。不能用于預(yù)測以過渡金屬為中心原子的分子的空間結(jié)構(gòu)。VSEPR模型的“價(jià)層電子對”概念VSEPR的“價(jià)層電子對”是指分子中的中心原子與結(jié)合原子間的σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對,中心原子上的價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算中心原子周圍的價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋中心原子上的孤電子對數(shù)與中心原子結(jié)合的原子數(shù)ABn型價(jià)層電子對互斥模型價(jià)層電子對互斥模型(VSEPRmodel)中心原子A的價(jià)層電子對(包括成鍵的

和未成鍵的

)之間由于存在排斥力，將使分子的空間結(jié)構(gòu)總是采取電子對________最弱的那種結(jié)構(gòu)，以使彼此之間

最小，分子或離子的體系能量最低，最穩(wěn)定。σ鍵電子對孤電子對相互排斥斥力分子簡單地說，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子的“價(jià)層電子對”相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對相互排斥彼此遠(yuǎn)離能量最低、最穩(wěn)定4個(gè)氣球綁在一起是什么空間結(jié)構(gòu)？CHHHH········HHHH為什么甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)而不是平面四邊形呢？甲烷分子形成4個(gè)σ鍵，有4個(gè)價(jià)層電子對，價(jià)層電子對之間相互排斥，使得彼此遠(yuǎn)離（斥力小），且越遠(yuǎn)（鍵角越大），越穩(wěn)定。①成鍵（σ鍵）電子對數(shù)可由化學(xué)式確定。分子中心原子共價(jià)鍵σ鍵數(shù)σ鍵電子對數(shù)H2ONH3OO?H22NN?H33

兩個(gè)原子間的成鍵電子對，不論是單鍵還是多重鍵，都看作一個(gè)空間取向；即多重鍵只計(jì)算σ鍵電子對，不計(jì)π鍵電子對。即：共價(jià)單鍵、雙鍵、三鍵計(jì)算時(shí)，都只計(jì)入一對σ鍵電子對。H2ONH3中心原子上的價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算②孤電子對：未用于形成共價(jià)鍵的電子對孤電子對成鍵電子對寫出CH4、NH3和H2O的電子式，分析其中心原子周圍的價(jià)層電子對數(shù)，σ鍵電子對數(shù)，孤電子對數(shù)是多少？CH4的電子式價(jià)層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)

4

4

0NH3的電子式

3

1

4H2O的電子式

2

2

4孤電子對指成對，但不成鍵的價(jià)電子1）根據(jù)電子式直接確定孤電子對數(shù)中心原子的孤電子對數(shù)方法一：根據(jù)電子式直接確定方法二：根據(jù)公式計(jì)算：

a中心原子的價(jià)電子數(shù)主族元素陽離子陰離子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其他原子孤電子對數(shù)=2—1(a-xb)與中心原子結(jié)合的原子數(shù)與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)中心原子的價(jià)電子數(shù)=中心原子的價(jià)層電子數(shù)-離子的電荷數(shù)=最外層電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)=中心原子的價(jià)層電子數(shù)+︱離子的電荷數(shù)︱=1=8—該原子的價(jià)電子數(shù)，如氧族元素中的O、S、Se等均為2）注意：對于離子團(tuán)，所帶電荷數(shù)計(jì)入中心原子的價(jià)層電子中。即：a=價(jià)電子數(shù)—電荷數(shù)CO2分子結(jié)合的個(gè)數(shù)(尋找σ鍵數(shù)目為2）O是與中心原子C結(jié)合的原子C是中心原子(尋找孤電子對數(shù)目）

（a-xb）—21中心原子C的價(jià)電子數(shù)4結(jié)合的個(gè)數(shù)為2與中心原子結(jié)合的原子O最多能接受的電子數(shù)為2價(jià)層電子對=σ鍵電子對+中心原子上的孤電子對=2+0=2N是中心原子(尋找孤電子對數(shù)目）

（a-xb）—21NH4+分子結(jié)合的個(gè)數(shù)(尋找σ鍵數(shù)目為4）H是與中心原子N結(jié)合的原子中心原子N的價(jià)電子數(shù)5-1=4結(jié)合的個(gè)數(shù)為4與中心原子結(jié)合的原子H最多能接受的電子數(shù)為1價(jià)層電子對=σ鍵電子對+中心原子上的孤電子對=4+0=4結(jié)合的個(gè)數(shù)(尋找σ鍵數(shù)目為3）O是與中心原子C結(jié)合的原子C是中心原子(尋找孤電子對數(shù)目）

（a-xb）—21結(jié)合的個(gè)數(shù)為3與中心原子結(jié)合的原子O最多能接受的電子數(shù)為2CO32-分子中心原子C的價(jià)電子數(shù)為4+2=6價(jià)層電子對=σ鍵電子對+中心原子上的孤電子對=3+0=3分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)CO2SO3SO2CO32-NH4+H3O+SO32-計(jì)算中心原子上的孤電子對數(shù)=1/2(a-χb)C422(4-2×2)÷2＝0CN4-(-2)=632【(4+2)-(3×2)】÷2＝05-1=441【(5-1)-(4×1)】÷2＝0O6-1=531【(6-1)-(3×1)】÷2＝1S32【(6+2)-(3×2)】÷2＝16-(-2)=8價(jià)電子數(shù)結(jié)合的原子個(gè)數(shù)結(jié)合原子最多所能接受的電子數(shù)22S632(6-3×2)÷2＝033S622(6-2×2)÷2＝12333443434分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)NO2NCH2OCHCNO3O(O)25計(jì)算中心原子上的孤電子對數(shù)=1/2(a-χb)價(jià)電子數(shù)結(jié)合的原子個(gè)數(shù)結(jié)合原子最多所能接受的電子數(shù)2221×(5-2×2)＝21注：計(jì)算中心原子上孤電子對，若剩余1個(gè)單電子，1個(gè)電子也占據(jù)一個(gè)軌道，當(dāng)做一對孤對電子處理2134計(jì)算結(jié)合原子：2個(gè)H和1個(gè)O33【4-(2×1+1×2)】÷2＝0224【4-(1×1+3×1)】÷2＝0C計(jì)算結(jié)合原子：1個(gè)H和1個(gè)N注意：多重鍵計(jì)算σ鍵的電子對數(shù)時(shí)，只計(jì)其中σ鍵的電子對，不計(jì)π鍵電子對。。6C計(jì)算結(jié)合原子：2個(gè)O(6-2×2)÷2＝123VSEPR模型預(yù)測分子空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)(即VSEPR模型)價(jià)層電子對數(shù)234空間結(jié)構(gòu)VSEPR模型直線形平面(正)三角形(正)四面體形取決于中心原子是否含孤電子對VSEPR模型的應(yīng)用——預(yù)測分子或離子空間結(jié)構(gòu)基本思路：ABn型分子中心原子上的孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并與成鍵電子對互相排斥。在討論粒子空間構(gòu)型時(shí)應(yīng)略去孤電子對，才是該粒子的實(shí)際空間構(gòu)型。1、中心原子上沒有孤對電子價(jià)層電子對互斥模型與分子（離子）空間結(jié)構(gòu)一致2、中心原子上有孤對電子略去中心原子的孤對電子互相排斥盡可能遠(yuǎn)離能量最低最穩(wěn)定得到含孤電子對的VSEPR模型（理想模型）分子的空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為2的分子的VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)分子中心原子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型名稱VSEPR模型圖像分子空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)圖像CO2C22直線形直線形

價(jià)層電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為0時(shí)，對應(yīng)分子類型為AB2，VSEPR模型分子或離子空間結(jié)構(gòu)相同,為直線形，如：CO2、CS2、BeCl2用公式確定VSEPR模型：價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù),略去孤電子對后，確定分子的空間結(jié)構(gòu)0180°中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的分子的VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)分子中心原子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型名稱VSEPR模型圖像分子空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)圖像SO3SSO2S330平面三角形平面三角形

價(jià)層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0時(shí)，對應(yīng)分子類型為AB3，VSEPR模型分子或離子空間結(jié)構(gòu)相同,為平面三角形，如：BF3、BCl3、SO3231平面三角形V形

價(jià)層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1時(shí)，對應(yīng)分子類型為AB2，VSEPR模型和分子或離子空間結(jié)構(gòu)不相同,V形，如：O3（看作O.O2）與SO2120°105°中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4的分子的VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)分子或離子中心原子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型名稱VSEPR模型圖像分子空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)圖像CH4CNH3NH2OO正四面體形正四面體形440341242四面體形三角錐形四面體形V形提醒：中心原子有孤電子對時(shí)，VSEPR模型與分子的空間結(jié)構(gòu)不相同105°107°ABn型分子的VSEPR模型和分子的空間結(jié)構(gòu)價(jià)電子對數(shù)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型VSEPR模型圖像分子的空間結(jié)構(gòu)實(shí)例234直線形2

無

AB2直線形

CO2、BeCl23

無

AB3平面三角形21

AB2V形SO2、O3

平面三角形BF3、BCl3、SO3正四面體形正四面體

三角錐形

V形H2O、H2S4無

AB431

AB322

AB2NH3、PH3、NF3

CH4、CCl4、SiF4四面體形四面體形離子的VSEPR模型和其空間結(jié)構(gòu)分子或離子中心原子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型名稱VSEPR模型圖像分子空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)圖像CO32—CNH4+NSO32-S平面三角形平面三角形033440正四面體形正四面體形341三角錐形四面體形107°根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型推測分子或離子的空間結(jié)構(gòu)解題思路σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)＝價(jià)層電子對數(shù)價(jià)層電子對互斥理論VSEPR模型略去孤電子對分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。分子類型中心原子空間構(gòu)型AB2有孤對電子V形無孤對電子直線形AB3有孤對電子三角錐形無孤對電子平面三角形AB4無孤對電子正四面體形練習(xí)分子或離子中心原子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型名稱VSEPR模型圖像分子空間結(jié)構(gòu)分子空間結(jié)構(gòu)圖像H2SSCCl4CCH3ClC404正四面體形正四面體形404四面體形四面體形242四面體形V形AB2型分子：直線形或V形價(jià)層電子對互斥模型價(jià)層電子對互斥模型價(jià)層電子對互斥模型的應(yīng)用——預(yù)測分子（或離子）空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對數(shù)為=σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)價(jià)層電子對相互排斥，趨于盡可能遠(yuǎn)離而減小斥力價(jià)層電子對數(shù)為2時(shí)：直線形價(jià)層電子對數(shù)為3時(shí)：平面三角形、V形價(jià)層電子對數(shù)為4時(shí)：四面體形、三角錐形、V形分子盡可能采取對稱的空間結(jié)構(gòu)步驟：價(jià)層電子對數(shù)→VSEPR模型→空間結(jié)構(gòu)AB3型分子：平面三角形或三角錐形AB4型分子：常見四面體形分子（或離子）空間結(jié)構(gòu)【2021年全國乙卷】H2O的鍵角小于NH3的，分析原因。

答案：H2O中含有兩對孤電子對，而NH3中含有一對孤電子對，H2O中孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大。CH4H2ONH3解析：CH4、H2O、NH3的價(jià)層電子對均為4，VSEPR模型均為四面體形,實(shí)驗(yàn)測得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°，為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？由于孤電子對有較大的斥力的原因。孤電子對越多，與成鍵電子對之間的排斥力越大，鍵角越小。排斥力：孤電子對-孤電子對＞孤電子對-成鍵電子對＞成鍵電子對-成鍵電子對。理解：成鍵電子對受到左、右兩端帶正電的原子核的吸引，而孤電子對只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤電子對較“胖”，占據(jù)較大的空間，而成鍵電子較“瘦”，占據(jù)較小的空間。原理：具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征，這一原理稱為“等電子原理”等電子原理例如：（1）根據(jù)“等電子原理”，僅有第二周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的有：

和

；

和

。（2）根據(jù)等電子原理，下列分子的結(jié)構(gòu)最相似的是()

A.CH4