分子的空间结构（第2课时 价层电子对互斥模型）【知识建构+拓展延伸】 高二化学精讲精练（人教版2019选择性必修2）

第二节

分子的空间结构课时2价层电子对互斥模型第二章分子结构与性质01学习目标

CONTENT价层电子对互斥模型02σ键电子对数03中心原子上的孤电子对数CO2直线形180°H2O

V形105°CH2O平面三角形约120°NH3三角锥形107°三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？【思考与讨论】写出分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分析结构不同的原因。CO2H2OCH2ONH3CH4化学式电子式分子的空间结构模型【思考与讨论】化学式电子式分子的空间结构模型CO2H2OCH2ONH3CH4成键电子对孤电子对结论

由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。【思考与讨论】

价层电子对互斥模型认为,分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对互斥理论的内容价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对,多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对。价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数判断VSEPR理想模型略去孤电子对得到分子空间结构预测分子的空间构型价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构计算价层电子对数σ键电子对数中心原子上的孤电子对数如何计算价层电子对数价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型

中心原子（C原子）形成了两条σ键（两对σ键电子对），没有孤电子对，总和为2对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为180°，也就预测出了CO2不可能是直角形状，而必定是直线型。预测分子或离子的空间构型价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型的应用CO2为什么不是直角形状，而是直线型呢？

中心原子（C原子）形成了四条σ键（四对σ键电子对），没有孤电子对，总和为4对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为109°28’，不能是90°。也就预测出了CH4必定是正四面体。CH4为什么不是正方形，而是正四面体结构呢？预测分子或离子的空间构型价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型的应用

ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。分子中心原子共价键键数键电子对数H2OOO－H2NH3NN－H3SO3SS=O2232σ键电子对可从化学式来确定根据电子式直接确定公式计算中心原子上的孤电子对数＝(a-xb)CH4×(4-4×1)＝0NH3×(5-3×1)＝1H2O×(6-2×1)＝221212121中心原子上的孤电子对数1、a为中心原子的价电子数（对于主族元素等于原子的最外层电子数）；2、x为与中心原子结合的原子数；3、b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（氢为1，其他原子为“8减去该原子的价电子数”，氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1中心原子上的孤电子对数公式计算中心原子上的孤电子对数＝(a-xb)21对主族元素，a=最外层电子数；对于阳离子，a=价电子数-离子电荷数；对于阴离子，a=价电子数+|离子电荷数|。

公式计算中心原子上的孤电子对数＝(a-xb)21中心原子上的孤电子对数C原子的孤电子对为（4-4×1）÷2=0个；分子中一个C原子与4个H原子形成了4个σ键电子对；则价层电子对为4。这4对价层电子对之间彼此排斥，便得到了正四面体的VSEPR模型，也就是甲烷分子的空间构型。中心原子上的孤电子对数例：CH4：C原子的孤电子对为（4-2×2）÷2=0个；分子中一个C原子与2个O原子形成了2个σ键电子对；则价层电子对为2。这2对价层电子对之间彼此排斥，便得到了直线型的VSEPR模型，也就是二氧化碳分子的空间构型。中心原子上的孤电子对数例：CO2：【课堂练习】分析下表中分子或离子的孤电子对数分子或离子中心原子

a

x

b中心原子上的孤电子对数

SO2

NH4+

CO32-

CO2

SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220=½（a-xb)中心原子上的孤电子对数计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数代表物电子式中心原子结合的原子数σ键电子对数孤电子数价层电子对数H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202

（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键，无孤对电子。如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n(价层电子对数)来预测，概括如下：

ABn

立体结构范例

n=2

直线形CO2、CS2

n=3

平面三角形CH2O、BF3

n=4

正四面体形CH4、CCl4

n=5

三角双锥形PCl5

n=6

正八面体形SCl6确定价层电子对互斥模型中心原子上有孤电子对的分子的立体构型化学式路易斯结构式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称H2ONH3V形三角锥形化学式路易斯结构式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称HCNH3O＋SO2直线形三角锥形V形..得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。再讨论空间构型时应略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是四面体，但CH4孤电子对为0，正四面体NH3孤电子对为1，三角锥形H2O孤电子对为2，V形得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。再讨论空间构型时应略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。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，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。点拨H2O、NH3的键角分别是105°、107°，请解释原因。H2O、NH3的价层电子对均为4，H2O、NH3的的孤电子对分别为2、1，分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子-成键电子，故H2O、NH3的键角分别是105°、107°。【思考与讨论】价电子对互斥模型σ键电子对中心原子上的孤对电子数目价层电子对数价层电子对互斥模型VSEPR模型略去孤电子对分子的立体构型课堂小结1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”)(1)CH2Cl2分子只有一种，可说明CH4的空间结构为正四面体形。()(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。()√×××【课堂练习】【课堂练习】2、下列分子中,空间结构不是直线形的是(

)A.CO B.H2OC.CO2 D.C2H2B3、下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电

子对最多的是(

)A．H2OB．HCl

C．NH4＋

D．PCl