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探究探究 价层价层电电子子对对互斥理论互斥理论研读教材研读教材自主认知自主认知一、形形色色的分子一、形形色色的分子1.1.三原子分子三原子分子: :其立体构型有其立体构型有_形和形和_形两种形两种。例如。例如, ,化学式化学式电子式电子式结构式结构式键角键角分子的立分子的立体结构模型体结构模型立体立体构型构型COCO2 2O OC CO O_H H2 2O O_180180105105直线形直线形V V形形直线直线V V2.2.四原子分子四原子分子: :大多数采取大多数采取_形和形和_形两种立体构型形两种立体构型。例如例如, ,化学化学式式电子式电

2、子式结构式结构式键角键角分子的立分子的立体结构模型体结构模型立体立体构型构型CHCH2 2O O_NHNH3 3_120120107107平面平面三角形三角形三角三角锥形锥形平面三角平面三角三角锥三角锥3.3.五原子分子五原子分子: :其可能的立其可能的立体体构型更多构型更多, ,最常见的是最常见的是_形。例如形。例如, ,化学式化学式电子式电子式结构式结构式键角键角分子的立体分子的立体结构模型结构模型立体立体构型构型CHCH4 4_CClCCl4 4_1091092828 1091092828 正四面正四面体形体形正四面正四面体形体形正四面体正四面体二、价层电子对互斥理论二、价层电子对互斥理

3、论1.1.价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论: :分子中的价层电子对分子中的价层电子对( (包括包括_和和_)_)由于由于_作用作用, ,而趋向尽可能彼此远而趋向尽可能彼此远离以减小离以减小_,_,分子尽可能采取分子尽可能采取_的空间构型。的空间构型。2.2.价层电子对的确定方法价层电子对的确定方法: :键电子对键电子对中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对相互排斥相互排斥斥力斥力对称对称计算方法计算方法a ax xb b分子分子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结合的原子结合的原子数数与中心原子结合与中心原子结合的原子最多能接的原子最多能接受的电子数受的电子数阳离阳离子子中心原子

4、的中心原子的_与中心原子与中心原子结合的原子结合的原子数数与中心原子结合与中心原子结合的原子最多能接的原子最多能接受的电子数受的电子数阴离阴离子子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结合的原子结合的原子数数与中心原子结合与中心原子结合的原子最多能接的原子最多能接受的电子数受的电子数价电子数价电子数价电子价电子数减去离子的电荷数数减去离子的电荷数价电子数价电子数加上离子的电荷数加上离子的电荷数3.3.价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型的两种类型: :(1)(1)当中心原子无孤电子对时当中心原子无孤电子对时, ,两者的构型一致。两者的构型一致。分子或离子分子或离子COCO2 2C

5、HCH4 4中心原子上的孤电中心原子上的孤电子对数子对数0 00 00 0分子或离子的价层分子或离子的价层电子对数电子对数_VSEPRVSEPR模型模型VSEPRVSEPR模型名称模型名称_23CO2 23 34 4直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形分子或离子分子或离子COCO2 2CHCH4 4分子或离子的立分子或离子的立体构型体构型分子或离子的立分子或离子的立体构型名称体构型名称_23CO直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形(2)(2)当中心原子有孤电子对时当中心原子有孤电子对时, ,两者的构型不一致。两者的构型不一致。分子分子H H2 2O ONHNH3

6、 3中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数_分子的价层电子对数分子的价层电子对数_VSEPRVSEPR模型模型VSEPRVSEPR模型名称模型名称_分子的立体构型分子的立体构型分子的立体构型名称分子的立体构型名称_2 21 14 44 4四面体形四面体形四面体形四面体形V V形形三角锥形三角锥形合作探究合作探究核心归纳核心归纳1.1.已知已知H H2 2O O2 2和和P P4 4的结构如下的结构如下: :H H2 2O O2 2P P4 4根据二者的结构根据二者的结构, ,回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)四原子分子都为平面三角形或三角锥形吗四原子分子都为平面三角形或三角锥形吗

7、? ?提示提示: :不是。如不是。如H H2 2O O2 2和和P P4 4都是四原子分子都是四原子分子, ,但是但是H H2 2O O2 2的分子构型是一个的分子构型是一个二面角构型二面角构型,P,P4 4为正四面体形。为正四面体形。(2)(2)空间构型相同的分子空间构型相同的分子, ,其键角完全相同吗其键角完全相同吗? ?提示提示: :不一定。如不一定。如P P4 4和和CHCH4 4都是正四面体形都是正四面体形, ,但是但是P P4 4的键角为的键角为6060,CH,CH4 4的的键角为键角为1091092828。2.2.试结合价层电子对数的计算公式试结合价层电子对数的计算公式, ,探究

8、探究以下问题以下问题: :(1)(1)如何计算如何计算SOSO2 2的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数? ?提示提示: :SOSO2 2分子中的中心原子是分子中的中心原子是S,S,成键电子对数为成键电子对数为2;2;孤电子对数孤电子对数= (a-xb= (a-xb)= (6-2)= (6-22)=1;2)=1;价层电子对数价层电子对数=2+1=3=2+1=3。1212(2)(2)请分析计算请分析计算 和和 的成键电子对数、孤电子对数、价层电子的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数与计算对数与计算SOSO2 2的有什么区别。的有什么区别。提示提示:

9、 :它们在计算中心原子的价电子数时不同它们在计算中心原子的价电子数时不同, , 中的氮原子外层有中的氮原子外层有5 5个电子个电子, ,而计算而计算a a时却为时却为(5-1),(5-1),说明阳离子在计算说明阳离子在计算a a时为中心原子的时为中心原子的价电子数减去阳离子所带电荷数价电子数减去阳离子所带电荷数; ; 中中C C的价电子数为的价电子数为4,4,而计算而计算a a时时却为却为(4+2),(4+2),说明阴离子在计算说明阴离子在计算a a时为中心原子价电子数加上阴离子所时为中心原子价电子数加上阴离子所带的电荷数带的电荷数( (绝对值绝对值) )。23CO4NH4NH23CO(3)(

10、3)根据价层电子对互斥理论根据价层电子对互斥理论, ,判断判断 的的VSEPRVSEPR模型和模型和 的立体的立体构型。构型。提示提示: : 中心氮原子上的孤电子对数为中心氮原子上的孤电子对数为 (a-xb(a-xb),),其中其中a=5-1=4,a=5-1=4,x=4,b=1,x=4,b=1,所以所以 (a-xb(a-xb)=0,)=0,即即 的孤电子对数为的孤电子对数为0;0;其中其中键数键数为为4,4,所以所以 的的VSEPRVSEPR模型与立体构型均为正四面体形。模型与立体构型均为正四面体形。4NH4NH12124NH4NH4NH3.3.五原子分子都是正四面体结构吗五原子分子都是正四面

11、体结构吗? ?提示提示: :不是不是, ,如如CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3等等, ,虽为四面体结构虽为四面体结构, ,但由于碳原但由于碳原子所连的四个原子不相同子所连的四个原子不相同, ,四个原子电子云的排斥力不同四个原子电子云的排斥力不同, ,使四个键的使四个键的键角不全相等键角不全相等, ,所以并不是正四面体结构。所以并不是正四面体结构。4.4.一个分子的一个分子的VSEPRVSEPR模型与分子的真实空间构型一致吗模型与分子的真实空间构型一致吗? ?提示提示: :不一定一致。只有孤电子对数为不一定一致。只有孤电子对数为0 0时时, ,分子的立

12、体构型与分子的立体构型与VSEPRVSEPR模模型才一致。型才一致。【归纳总结【归纳总结】用价层电子对互斥理论推断粒子空间构型的步骤用价层电子对互斥理论推断粒子空间构型的步骤利用利用VSEPRVSEPR理论预测分子立体构型的思路为理论预测分子立体构型的思路为:键电子对数键电子对数+ +孤电子对数孤电子对数= =价层电子对数价层电子对数 VSEPRVSEPR模型模型 分子分子( (或离子或离子) )的立的立体构型。体构型。(1)(1)确定中心原子的价层电子对数确定中心原子的价层电子对数: :正确确定正确确定键数和键数和a a、x x、b b的值是计的值是计算价层电子对的关键算价层电子对的关键,

13、,也是判断预测也是判断预测VSEPRVSEPR模型和立体构型的关键。模型和立体构型的关键。(2)(2)确定价层电子对的空间构型确定价层电子对的空间构型: :由于价层电子对之间的相互排斥作用由于价层电子对之间的相互排斥作用, ,它们趋向于尽可能相互远离。价层电子对的空间构型与价层电子对数它们趋向于尽可能相互远离。价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系目的关系: : 价层电子价层电子对数目对数目2 23 34 45 56 6价层电子价层电子对构型对构型直线形直线形三角形三角形四面体四面体三角三角双锥双锥八面体八面体(3)(3)分子空间构型确定分子空间构型确定: :根据分子中成键电子对数和孤电子

14、对数根据分子中成键电子对数和孤电子对数, ,可以可以确定相应的较稳定的分子几何构型。如表确定相应的较稳定的分子几何构型。如表: :分子类型分子类型中心原子中心原子空间构型空间构型ABAB2 2有孤电子对有孤电子对V V形形无孤电子对无孤电子对直线形直线形ABAB3 3有孤电子对有孤电子对三角锥形三角锥形无孤电子对无孤电子对平面三角形平面三角形ABAB4 4无孤电子对无孤电子对四面体形四面体形过关小练过关小练即时应用即时应用1.1.用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型: :BeClBeCl2 2: :,SCl,SCl2 2: :, ,B

15、FBF3 3: :,PF,PF3 3: :, , : :, :, :。4NH23SO【解题指南【解题指南】解答本题需注意以下解答本题需注意以下3 3点点: :(1)(1)先确定每个结构中成键电子对数及孤电子对数。先确定每个结构中成键电子对数及孤电子对数。(2)(2)再根据再根据VSEPRVSEPR模型判断分子或离子的立体构型。模型判断分子或离子的立体构型。(3)(3)注意孤电子对对分子构型的影响。注意孤电子对对分子构型的影响。【解析【解析】根据各分子的电子式和结构式根据各分子的电子式和结构式, ,分析中心原子的孤电子对数分析中心原子的孤电子对数, ,依据中心原子连接的原子数和孤电子对数依据中心

16、原子连接的原子数和孤电子对数, ,确定确定VSEPRVSEPR模型和分子的空模型和分子的空间构型。具体如下间构型。具体如下: :分子分子或离或离子子中心中心原子原子孤电孤电子对子对数数分子或分子或离子的离子的价层电价层电子对数子对数VSEPRVSEPR模型模型空间空间构型构型结构式结构式BeClBeCl2 20 02 2直线形直线形直线形直线形ClClBeBeClClSClSCl2 22 24 4四面体四面体V V形形BFBF3 30 03 3平面三平面三角形角形平面三平面三角形角形PFPF3 31 14 4四面体四面体三角三角锥形锥形分子分子或离或离子子中心中心原子原子孤电孤电子对子对数数分

17、子或分子或离子的离子的价层电价层电子对数子对数VSEPRVSEPR模型模型空间空间构型构型结构式结构式0 04 4正四正四面体面体正四面正四面体形体形1 14 4四面体四面体三角三角锥形锥形4NH23SO答案答案: :直线形直线形V V形平面三角形三角锥形正四面体形三角形平面三角形三角锥形正四面体形三角锥形锥形2.2.若若ABABn n分子的中心原子分子的中心原子A A上没有未用于形成共价键的孤电子对上没有未用于形成共价键的孤电子对, ,根据根据价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.若若n=2,n=2,则分子的立体构型为则分子的立体构型为V V形形B.B.若若n=3,n=3,则分子的立体构型为三角锥形则分子的立体构型为三角锥形C.C.若若n=4,n=4,则分子的立体构型为正四面体形则分子的立体构型为正四面体形D.D.以上说法都不正确以上说法都不正确【解析【解析】选选C C。若中心原子。若中心原子A A上没有未成键的孤电子对上没有未成键的孤电子对, ,则根据斥力最则根据斥力最小的原则小的原则, ,当当n=2n=2时时, ,分子的立体构型为直线形分子的立体构型为直线形;n=3;n=3时时, ,分子的立体构型分子