时 价层电子对互斥理论

1、第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2.理解价层电子对互斥理论的含义。3能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。形形色色的分子学生用书P21常见分子的立体构型类别代表分子结构式分子的立体构型双原子分子HCl、N2HCl、NN直线形三原子分子CO2直线形H2OV形四原子分子BF3平面三角形NH3三角锥形五原子分子CH4正四面体形1能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而呈正四面体结构的是()A两个键之间的夹角为109°28BCH键为极性共价键C4个CH键的键能、键长相同D碳原子的价电子都参与成键答案：A2下列物质中，分子的立体构型与

2、甲烷分子相似的是()ACO2BH2SCPCl3 DSiCl4答案：D1分子的立体构型与键角的关系分子类型键角立体构型实例AB2180°直线形CO2、BeCl2、CS2<180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角锥形NH3、PH3AB4109°28正四面体形CH4、CCl42.分子的不同构型及其成因(1)分子构型不同的原因：共价键的方向性与饱和性，由此产生的键长、键角不同。(2)依据元素周期律推测立体结构相似的分子，如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等。CH4和CC

3、l4都是五原子型正四面体，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是四面体构型但不是正四面体，而白磷是四原子型正四面体，它与CH4等五原子型正四面体的构型、键角是不同的(P4分子中的键角为60°)。(3)典型有机物分子的立体构型：C2H4、苯(C6H6)、CH2=CHCH=CH2(丁二烯)、CH2=CHCCH(乙烯基乙炔)等都是平面形分子；C2H2为直线形分子。(2017·长治高二质检)下列分子构型为正四面体的是()P4NH3CCl4CH4H2SCO2ABC D解析NH3是三角锥形、H2S是V形、CO2是直线形。答案CCH4是正四面体构型，CH4与Cl2的四种取代产物(CH3C

4、l、CH2Cl2、CHCl3、CCl4)中，都是正四面体构型吗？说明理由。答案：不是。由于CH键和CCl键的键长不相等，所以CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3不是正四面体构型，而CCl4是正四面体构型。常见分子的立体构型1下列分子中的立体结构模型正确的是()ACO2的立体结构模型 BH2O的立体结构模型 CNH3的立体结构模型 DCH4的立体结构模型 解析：选D。CO2的立体构型为直线形，A不正确；H2O的立体构型为V形，B不正确；NH3的立体构型为三角锥形，C不正确；CH4的立体构型为正四面体形，D正确。2下列分子构型与分子中共价键键角对应一定正确的是()A直线形分子：180°B

5、平面正三角形：120°C三角锥形：109°28D正四面体形：109°28解析：选B。A项，HCl是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角，A项错误；氨分子呈三角锥形，键角为107°，C项错误；甲烷与白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为109°28、60°，D项错误。价层电子对互斥理论学生用书P221价层电子对互斥理论分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。2中心原子上价层电子对的计算(1)价层电子对(2)计算键电子对的计算由分子式确定，即中心原子形成几个键，就有几对键电子对。如H2O分子中，O有2对键电子对，NH3分子中

6、，N有3对键电子对。中心原子上的孤电子对的计算中心原子上的孤电子对数(axb)aa表示中心原子的价电子数。对于主族元素：a最外层电子数。对于阳离子：a中心原子的价电子数离子的电荷数。对于阴离子：a中心原子的价电子数离子的电荷数(绝对值)。bx表示与中心原子结合的原子数。cb表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子8该原子的价电子数。(3)VSEPR模型与分子或离子的立体构型键电子对数孤电子对数价层电子对数VSEPR模型分子或离子的立体构型。分子或离子孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体构型名称CO202直线形直线形SO213平面三角形V形CO03平面三角

7、形平面三角形H2O24四面体形V形NH314四面体形三角锥形CH404正四面体形正四面体形1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)CH2Cl2分子只有一种，可说明CH4的立体构型为正四面体形。()(2)分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的。()(3)根据价层电子对互斥理论，H3O的立体构型为平面正三角形。()(4)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。()(5)SnBr2分子中SnBr键的键角等于180°。()答案：(1)(2)×(3)×(4)×(5)×2用价层电子对互斥理论预测BF3的立体构型

8、，结论正确的是()A直线形BV形C三角锥形 D平面三角形解析：选D。根据价层电子对互斥理论，BF3中心原子上没有孤电子对，价层电子对数是3，故为平面三角形。1利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的立体构型解题思路说明：(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一对电子对看待。(2)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对成键电子对成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。2分子或离子的立体构型的

9、确定(1)若分子中没有孤电子对，则VSEPR模型和分子的立体构型一致：ABn立体构型范例n2直线形CO2n3平面三角形CH2On4正四面体形CH4(2)若分子中有孤电子对，则VSEPR模型和分子的立体构型不一致。价层电子对互斥理论对几种分子的立体构型的预测如下表：分子或离子的价层电子对数中心原子上的键电子对数中心原子上的孤电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称实例220直线形直线形CO2330平面三角形平面三角形BF3、BCl3、CO21平面三角形V形SO2440四面体形四面体形CH4、CCl4、CH3Cl31四面体形三角锥形NH322四面体形V形H2O请填写下

10、表：分子或离子价层电子对数中心原子上的孤电子对数分子或离子的立体构型OF2ClFPCl3SiCl4NH解析依据价层电子对互斥理论判断分子立体构型，通常有以下过程：(1)用公式计算出中心原子的价层电子对数目。(2)根据中心原子的价层电子对数，判断价层电子的立体构型。(3)根据中心原子上存在的孤电子对数，判断出分子的相应立体构型。答案分子或离子价层电子对数中心原子上的孤电子对数分子或离子的立体构型OF242V形ClF42V形PCl341三角锥形SiCl440正四面体形NH40正四面体形NH与NH3的VSEPR模型一致吗？分子(离子)的立体构型一致吗？说明理由。答案：NH与NH3的价层电子对数都是4

11、，故其VSEPR模型都是四面体形；但NH无孤电子对，离子构型为正四面体形，而NH3有一对孤电子对，分子构型为三角锥形。利用VSEPR模型判定ABn型分子构型(1)对于ABn型分子，成键电子对数等于配位原子的原子个数。(2)分子的中心原子的孤电子对数为0时，VSEPR模型与分子立体构型相同，分子均为空间对称性结构。(3)分子的立体构型与分子类型有关，如AB2型分子只能为直线形或V形结构，AB3型分子只能为平面正三角形或三角锥形结构。故由分子类型(ABn型)和孤电子对数能很快确定分子的立体构型。 价层电子对互斥理论的应用1若ABn分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，根据价层电子对互斥

12、理论，下列说法正确的是()A若n2，则分子的立体构型为V形B若n3，则分子的立体构型为三角锥形C若n4，则分子的立体构型为正四面体形D以上说法都不正确解析：选C。若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n2时，分子的立体结构为直线形；当n3时，分子的立体结构为平面三角形；当n4时，分子的立体结构为正四面体形。2(2017·成都七中高二检测)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断错误的是()ASO2、CS2、HI都是直线形的分子BBF3键角为120°CBF3、SO3都是平面三角形的分子DP

13、Cl3、NH3都是三角锥形的分子解析：选A。A.SO2中价层电子对数2×(62×2)3且含有1对孤电子对，所以SO2为V形结构，CS2、HI为直线形结构，故A错误；B.BF3中价层电子对数3×(33×1)3，为平面三角形结构，所以BF3键角为120°，故B正确；C.BF3、SO3中中心原子价层电子对数都是3且不含孤电子对，所以这两种分子都是平面三角形结构，故C正确；D.PCl3、NH3中价层电子对数3×(53×1)4且含有1对孤电子对，所以PCl3、NH3均为三角锥形结构，故D正确。3(1)计算下列分子中标“·”原

14、子的价层电子对数：CCl4_；BeCl2_；BCl3_；PCl3_。(2)计算下列分子中标“·”原子的孤电子对数：H2S_；PCl5_；BF3_；NH3_。答案：(1)4234(2)2001重难易错提炼用价层电子对互斥理论推测分子或离子立体构型时的常见错误(1)计算阴、阳离子的中心原子的价层电子对数时未考虑离子所带电荷而计算错误。(2)由电子式或路易斯结构式判断中心原子价层电子对数时未将双键或三键当作一对价层电子对计算。(3)不能准确区分和判断孤电子对和成键电子对。判断ABn型分子中孤电子对数的简单方法为孤电子对数价层电子对数n。(4)误将VSEPR模型当作分子或离子的立体构型。(5

15、)错误地利用相似性规律判断分子或离子的立体构型。课后达标检测学生用书P66(单独成册)基础巩固1有关价层电子对互斥理论的描述正确的是()A价层电子对就是键电子对B孤电子对数可以直接由分子式来确定C分子的立体构型是价层电子对互斥的结果D孤电子对数等于键数解析：选C。价层电子对数是键电子对数与孤电子对数之和，孤电子对数是指没有成键的价电子对数，其需要由中心原子价电子数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数来计算得出，A、B、D项错误。2硒(Se)是第A族元素，则SeS3的分子构型是()A正四面体形BV形C三角锥形 D平面三角形解析：选D。SeS3中的Se原子呈6价，Se原

16、子的价层电子对全部用于形成共价键，Se周围有3个硫原子，故其分子构型为平面三角形，D项正确。3下列分子或离子中，中心原子价层电子对的立体构型为四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的是()ANHBPH3CH3O DOF2解析：选D。中心原子价层电子对的立体构型为四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的只能是由3个原子组成的分子，中心原子有2对孤电子对，OF2符合要求。NH是三角锥形的NH3结合一个H后形成的正四面体形结构；H3O是V形的H2O结合一个H后形成的三角锥形结构；PH3中P原子有一对孤电子对，呈三角锥形。4下列分子属于平面三角形的是()APBr3 BBCl3CNF3 DBeCl2解析

17、：选B。PBr3、NF3分子的中心原子均有未成键电子对，故分子构型均为三角锥形，不是平面三角形，A、C项错误；BCl3的中心原子无未成键电子对，故其分子构型为平面三角形，B项正确；BeCl2的中心原子无未成键电子对，是直线形结构，D项错误。5用VSEPR模型预测下列分子的立体构型与H2O相似，都为V形的是()H2SSO3SO2CO2A BC D解析：选C。H2S中价层电子对数为2×(62×1)4，其VSEPR模型为四面体形，因含2对孤电子对，故立体构型为V形；SO2价层电子对数为2×(62×2)3，其VSEPR模型为平面三角形，含有一对孤电子对，立体构型

18、为V形；SO3、CO2中，中心原子价层电子对全部成键，分别是平面三角形、直线形。6用价层电子对互斥理论判断NO的立体构型为()A正四面体BV形C三角锥形 D平面三角形解析：选D。NO中，中心原子N上的价层电子对数为3×(513×2)3，其VSEPR模型为平面三角形，又因为其孤电子对数为0，即价层电子对全部用于形成键，故NO为平面三角形。7下列说法中正确的是()ANO2、BF3、NCl3分子中原子的最外层电子都不满足8电子稳定结构BP4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28CNH的电子式为，离子呈平面正方形结构DNH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键

19、电子的排斥作用较强解析：选D。NCl3分子的电子式为，分子中各原子都满足8电子稳定结构，A错误；P4为正四面体形分子，但其键角为60°，B错误；NH为正四面体形结构而非平面正方形结构，C错误；NH3分子电子式为，有一对未成键的孤电子对，由于孤电子对对成键电子的排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确。8下列对应关系不正确的是()选项ABCD中心原子所在族AAAA分子通式AB4AB3AB2AB2立体构型正四面体形平面三角形直线形V形解析：选B。当中心原子在A族，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在A族，AB4分子是正四面体形，AB2分子是直线形。当中心原子在A族，AB

20、2分子是V形。9已知CH4中CH键间的键角为109°28，NH3中NH键间的键角为107°，H2O中OH键间的键角为105°，则下列说法中正确的是()A孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力B孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力C孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系解析：选A。电子对间排斥力的大小顺序为孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对成键电子对成键电子对，恰好可以解释上述分子的键角大小关系。1

21、0三原子分子或离子的常见立体构型有_形和_形两种；四原子分子或离子的常见立体构型有_形和_形两种；五原子分子或离子最常见的立体构型是_形。CO是平面三角形结构，则离子中的键角是_；CBr4分子中，两个相邻CBr键的夹角是109°28，说明CBr4分子的立体构型为_形。解析：组成确定的微粒，其立体构型既与中心原子的键电子对数有关，也与中心原子是否存在孤电子对有关，由于这些微粒的中心原子有些有孤电子对，有些则没有，故它们的立体构型有所不同。答案：直线V平面三角三角锥四面体120°正四面体11有下列分子或离子：CS2，PCl3，H2S，CH2O，H3O，NH，BF3，SO2。粒子

22、的立体构型为直线形的有_；粒子的立体构型为V形的有_；粒子的立体构型为平面三角形的有_；粒子的立体构型为三角锥形的有_；粒子的立体构型为正四面体形的有_。解析：题述物质中中心原子上孤电子对数及粒子的立体构型如下表。ABn中心原子孤电子对数分子或离子分子或离子的立体构型AB20CS2直线形AB3CH2O、BF3平面三角形AB4NH正四面体形AB21SO2V形AB3PCl3、H3O三角锥形AB22H2SV形答案：能力提升12以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为109°28的是()CH4SiCl4CH3ClP4SOABC D解析：选D。在CH4和SiCl4中，中心原子价层电子对数

23、均为4，且没有孤电子对，4个氢原子和4个氯原子在空间呈正四面体形排列，且键角为109°28；CH3Cl可看成CH4中一个氢原子被一个氯原子替换，由于氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半径不同，故CH3Cl的立体构型不是正四面体形；P4是正四面体结构，但键角为60°；SO中，S原子价层电子对数为4，没有孤电子对，SO为正四面体形，键角为109°28。13下列各组分子的立体构型名称相同的是()ASnCl2、BeCl2 BBF3、NH3CCCl4、SiF4 DCS2、OF2解析：选C。先确定分子的价层电子对数、孤电子对数后再确定分子的立体构型。键电子对数孤

24、电子对数价层电子对数分子立体构型SnCl22×(42×1)13V形BeCl22×(22×1)02直线形BF33×(33×1)03平面三角形NH33×(53×1)14三角锥形CCl44×(44×1)04正四面体形SiF44×(44×1)04正四面体形CS22×(42×2)02直线形OF22×(62×1)24V形14.H2O2的结构式为HOOH，下列有关H2O2的说法正确的是()A是直线形分子B是三角锥形分子C氧原子有1对孤电子对D氧原子的价层电子对数为4解析：选D。H2O2中的每个氧原子有6个价电子，形成了2个键，故还有4个电子没有成键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，C项错误，D项正确；以氧为中心的三个原子呈V形结构，H2O2中相当于有两个V形结构，故不可能是直线形或三角锥形分子，A、B项错误。15(1)利用VSEPR理论推断分子或离子的立体构型：ClO_；AlBr3(共价分子)_。(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。平面形分子_；三角锥形分子_