价层电子对互斥模型

分子的立体结构新课标人教版选修三物质结构与性质第二章分子结构与性质第二节分子的立体结构（第一课时）复习回顾共价键σ键π键键参数键能键长键角衡量化学键稳定性描述分子的立体结构的重要因素成键方式“头碰头”,呈轴对称成键方式“肩并肩”,呈镜像对称一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）３、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）（平面三角形，三角锥形）C2H2CH2ONH3P4４、五原子分子立体结构最常见的是正四面体CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：C60C20C40C70资料卡片：形形色色的分子分子子世世界界如如此此形形形形色色色色，，异异彩彩纷纷呈呈，，美美不不胜胜收收，，常常使使人人流流连连忘忘返返。。那么么分分子子结结构构又又是是怎怎么么测测定定的的呢呢？早年年的的科科学学家家主主要要靠靠对对物物质质的的宏观观性性质质进行行系系统统总总结结得得出出规规律律后后进进行行推推测测，，如如今今，，科科学学家家已已经经创创造造了了许许许许多多多多测测定定分分子子结结构构的的现现代代仪仪器器，，红外外光光谱谱就是是其其中中的的一一种种。。分子子中中的的原原子子不是是固定定不不动动的的，，而而是是不不断断地地振动动着的的。。所所谓谓分分子子立立体体结结构构其其实实只只是是分分子子中中的的原原子子处处于于平衡衡位位置置时的的模模型型。。当当一一束束红红外外线线透透过过分分子子时时，，分分子子会会吸吸收收跟跟它它的的某某些些化化学学键键的的振振动动频频率率相相同同的的红红外外线线，，再再记记录录到到图图谱谱上上呈呈现现吸吸收收峰峰。。通通过过计计算算机机模模拟拟，，可可以以得得知知各各吸吸收收峰峰是是由由哪哪一一个个化化学学键键、、哪哪种种振振动动方方式式引引起起的的，，综综合合这这些些信信息息，，可可分分析析出出分分子子的的立立体体结结构构。。科学视视野—分子的的立体体结构构是怎怎样测测定的的？（指导导阅读读P37）测分子子体结结构：：红外外光谱谱仪→→吸收收峰→→分析析。思考：：同为三三原子子分子子，CO2和H2O分子的的空间间结构构却不不同，，为什什么？？同为四四原子子分子子，CH2O与NH3分子的的空间间结构构也不不同，，为什什么？？直线形形V形平面三三角形形三角锥锥形二、价价层电电子对对互斥斥理论论（（VSEPR模型））1、要点点：预测ABn型的分分子或或离子子的空空间构构型。。中心原原子A价层电电子对对（包包括用用于形形成共共价键键的共共用电电子对对和没没有成成键的的孤对对电子子）之之间存存在排排斥力力，将将使分分子中中的原原子处处于尽可能能远的的相对对位置置上，以以使彼彼此之之间斥斥力最最小，，分子子体系系能量量最低低。——预测分分子结结构的的简单单理论论键角价层电子对数VSEPR模型模型名称实例180212034直线形形平面三三角形形四面体体BeCl2BF3CH4、CCl4109°28’推测分分子或或离子子立立体构构型的的步骤骤：（1）基本本概念念：（（以氨氨分子子为例例说明明）HNH3HNH中心原原子配位原原子配位数数•••×וו孤电子子对σ键电子子对σ键电子子对σ键电子子对价层电电对δ键电子子对=与中心心原子子结合合的原原子数数=δ键电子对+中心原子上上的孤电子子对中心原子上上的孤电子子对=½（a-xb)a:中心原子的的价电子数数(对于阳离子子：a为中心原子子的价价电子数减减去离子的的电荷数；；对于阴离离子：a为中心原子子的价电电子数加上上离子的电电荷数）x为与中心原原子结合的的原子数b为与中心原原子结合的的原子最多多能接受的的电子数(H为1，其他原子子为“8-该原子的价电子数）探究与讨论论：1、写出H、C、N、O等原子的电电子式：原子HCNO电子式价电子数可形成共用电子对数最多能接受的电子数H···O：··C：··1654·N：··11443322分子或离子中心原子axb孤电子对σ键的电子对数中心原子的价层电子对数CO2H2OSO2S622123CO32-4+2C32033NH3N531134NH4+SO32-FS6N5-141044（2）中心原原子上有有孤对电电子的分分子孤对电子子也要占占据中心心原子周周围的空空间，并参与与互相排排斥价层电子对数成键电子对数孤对电子对数分子类型VSEPR模型分子构型实例321AB2431AB3422AB2V型三角锥V型PbCl2NH3H2O分子式价层电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型分子空间构型CO2SO2SO3220213330直线形V型平面三角角形分子式价层电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型分子空间构型SO32-SO42-134440三角锥正四面体体

成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布方式

分子构型

实例直线形

23平面三角形20AB2直线形HgCl230AB321AB2层价电子对数平面三角角形BF3SO3V形PbCl2VSEPR模型名称称价层电子对数成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布分子构型 实例方式4四面体40AB431AB322AB2正四面体体CH4三角锥形形NH3Ｖ形H2OVSEPR模型名称称注：价层电电子对互互斥模型型对少数化合合物判断断不准，不能适适用于过过渡金属属化合物物，除非非金属具具有全满满、半满满或全空空的d轨道应用反馈馈:化学式

中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型HCNNO2NH2－NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形V形V型平面三角角形三角锥形形四面体正四面体体正四面体体PO43－04正四面体体利用价层电电子对互斥斥理论时，，首先要根根据原子的的最外层电电子数，判判断中心原原子上有没没有孤对电电子，然后后再根据中中心原子结结合的原子子的数目，，就可以判判断分子的的空间构型型

价层电子对数

23

4

5

6电子对排布方式 直线形平面三角形四面体三角双锥八面体思考与交流流:P:381、下列物质质中，分子子的立体结结构与水分子相似似的是（（））A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl4B2、下列分子子的立体结结构，其中中属于直线型分子子的是（（））A、H2OB、CO2C、C2H2D、P4BC3、为了解释释和预测分分子的空间间构型，科科学家在归纳纳了许多已已知的分子子空间构型型的基础上，提提出了一种种十分简单单的理论模模型—价层电子对对互斥模型型。这种模模型把分子子分成两类：：一类是；另一类是是是。BF3和NF3都是四个原原子的分子子，BF3的中心原子子是，NF3的中心原子子是；BF3分子的立体体构型是平平面三角形形，而NF3分子的立体体构型是三三角锥形的的原因是。值得注意的的是价层电电子对互斥斥模型只能能解释化合合物分子的的空间构形形，却无法法解释许多多深层次的的问题，如如无法解释释甲烷中四四个C—H的键长、键键能相同及及H—C—H的键角为10928′。因为按照照我们已经经学过的价价键理论，，甲烷的4个C—H单键都应该该是σ键，然而，，碳原子的的4个价层原子子轨道是3个相互垂直直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它它们跟4个氢原子的的1s原子轨道重重叠，不可可能得到四四面体构型型的甲烷分分子。为了解决这这一矛盾，，鲍林提出出了杂化轨轨道理论，，2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109°28’激发它的要点是是：当碳原原子与4个氢原子形形成甲烷分分子时，碳碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生生混杂，混杂时保持轨道道总数不变变，得到4个能量相等、、成分相同同的sp3杂化轨道，，夹角10928′，表示这4个轨道是由由1个s轨道和3个p轨道杂化形形成的如下下图所示：：三、杂化轨轨道理论简简介杂化：原子子内部能量相近的原子轨道道，在外界界条件影响响下重新组组合的过程程叫原子轨轨道的杂化化杂化轨道：：原子轨道道组合杂化化后形成的的一组新轨轨道杂化轨道类类型：sp、sp2、sp3等杂化结果：：重新分配配能量和空空间方向，，组成数目目相等成键键能力更强强的原子轨轨道杂化轨道用用于形成σ键和容纳孤孤对电子2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109°28’激发Sp3杂化Sp3杂化碳的sp2杂化轨道sp2杂化：三个个夹角为120°的平面三角角形杂化轨轨道。Sp2杂化C2H4Sp2杂化大π键C6H6Sp3杂化碳的sp杂化轨道sp杂化：夹角角为180°的直线形杂杂化轨道。。Sp杂化乙炔的成键键基态N的最外层电电子构型为为2s22p3，在H影响下，N的一个2s轨道和三个个2p轨道进行sp3不等性杂化，形成成四个sp3杂化轨道。。其中三个个sp3杂化轨道中各有一一个未成对对电子，另另一个sp3杂化轨道被被孤对电子所所占据。N用三个各含含一个未成成对电子的sp3杂化轨道分分别与三个个H的1s轨道重叠，，形成三个键键。。由于孤对对电子的电电子云密集集在N的周围，对三三个键键的的电子云有有比较大的的排斥作用，使键键之间的键键角被压缩缩到，，因此NH3的空间构型型为三角锥锥形。基态O的最外层电电子构型为为2s22p4，在H的影响下，O采用sp3不等性杂化化，形成四四个sp3杂化轨道，其其中两个杂杂化轨道中中各有一个个未成对电电子，另外两两个杂化轨轨道分别被被两对孤对对电子所占占据。O用两个各含含有一个未未成对电子子的sp3杂化轨道分别与两两个H的1s轨道重叠，，形成两个个键。由于O的两对孤对对电子对两两个键键的的成键电子有更大大的排斥作作用，使键键之间的键键角被压缩到，因此H2O的空间构型型为角型。。1、看中心原原子有没有有形成双键键或叁键，，如果有1个叁键，则则其中有2个π键，用去了了2个p轨道，形成成的是sp杂化；如果果有1个双键则其其中有1个π键，形成成的是sp2杂化；如如果全部部是单键键，则形形成的是是sp3杂化。2、没有填填充电子子的空轨轨道一般不参与杂杂化.根据以下下事实总总结：如如何判断断一个化化合物的的中心原原子的杂杂化类型型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C已知：杂杂化轨道道只用于于形成σ键或者用用来容纳纳孤对电电子杂化轨道道数=中心原子子孤对电电子对数数＋中心心原子结结合的原原子数代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述述信息完完成下表表：0+2=2SP直线形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面体形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角锥形2+2=4SP3V形科学探究究1、写出HCN分子和CH20分子的路路易斯结结构式。。2．用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立立体结构构进行预预测(用立体结结构模型型表示)3．写出HCN分子和CH20分子的中中心原子子的杂化化类型。。4．分析HCN分子和CH2O分子中的的π键。1、下列分子子中的中中心原子子杂化轨轨道的类类型相同同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B课堂练习习课堂练习习2、指出中中心原子子可能采采用的杂杂化轨道道类型，，并预测测分子的的几何构构型。(1)PCl3(2)BCl3(3)CS23、写出下下列分子子的路易易斯结构构式(是用短线线表示键键合电子子,小黑点表表示未键键合的价价电子的的结构式式)并指出中中心原子子可能采采用的杂杂化轨道道类型，，并预测测分子的的几何构构型。(1)PCI3(2)BCl3(3)CS2(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角锥形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直线形C=S=S........(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......分子式立体结构路易斯结构式中心原子杂化类型CO2BF3CH4C2H4C2H2分子式立体结构路易斯结构式中心原子杂化类型NH3H2OHCHONH4+SO42-配位健——一种特殊殊的共价价键H3O+NH4+SO42-配位键：：一方是是能够提提供孤对对电子的的原子，，另一方方是能够够接受孤孤对电子子的空轨轨道的原原子间形形成的““电子对对给予---接受键””天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色四、配合合物理论论简介：：实验2-1固体颜色色溶液颜色色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色思考：前前三种溶溶液呈天天蓝色大大概与什什么物质质有关？？依据是是什么？？CuOH2H2OH2OH2O2+★配位化合合物，简简称配合合物，通通常是由由中心离离子（或或原子））与配配位体(某些分子子或阴离离子)以配位键键的形式式结合而而成的复复杂离子子或分子子。2+CuNH3H3NNH3NH3实验2-2已知氢氧氧化铜与与足量氨氨水反应应后溶解解是因为为生成[Cu(NH3)4]2+，其结构构简式为为：试写出实实验中发发生的两两个反应应的离子子方程式式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+4NH3.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O蓝色沉淀淀深蓝色溶溶液实验2-3Fe3++SCN—[Fe(SCN)]2+硫氰酸根根血红色练习书写写：向硝酸银银溶液中中逐渐滴滴加氨水水的离子子方程式式配合物的的组成复盐：由由两种或或两种以以上的阳阳离子与与一种酸酸根离子子组成的的盐叫做做复盐。。如如:KAl（SO4）2·12H2O混盐：是是指一种种金属离离子与多多种酸根根离子所所构成的的盐。如如氯氯化硝酸酸钙[Ca(NO3)Cl]复盐、混混盐、配配合物盐盐配合物盐:是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子：

[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]2++SO42-盐的种类类很多，，有正盐盐、酸式式盐、碱碱式盐、、复盐、、配合物物盐、混混盐等等等。其中中的混盐盐是由一一种金属属阳离子子（包括括NH4+）和两种种酸根阴阴离子所所组成的的化合物物。则下下列物质质属于混混盐的是是AKAl(SO4)2•12H2OBCaOCl2CNaHSO4DMg2(OH)2CO3形成配合合物时性性质的改改变1、颜色的的改变Fe3++nSCN-==[Fe(SCN)n](n-3)-2、溶解度度的改变变：AgCl＋HCl＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-Au+HNO3+4HCl==H[AuCl4]+NO+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O3、酸碱性性的改变变：[Cu(NH3)4](OH)2的碱性大大于Cu(OH)2下列分子子或离子子中都存存在着配配位键的的是A．NH3、H2OB．NH4+、H3O+C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+、PCI3下列各种说说法中错误误的是A、形成配位位键的条件件是一方有有空轨道一一方有孤对对