价层电子互斥理论

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）C2H2CH2OCOCl2NH3P4４、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世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。那么分子结构又是怎么测定的呢？早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？（指导阅读P39）测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。

形，如CO2

形，如H20

形，如HCHO、BF3

形，如NH3分子的立体结构最常见的是

形，如CH4五原子分子———三原子分子四原子分子一、形形色色的分子表格一直线V平面三角三角锥正四面体★☆★通过填表，你能发现什么问题？

同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，什么原因？思考:直线形V形

同为四原子分子，CH2O与NH3分子的的空间结构也不同，什么原因？思考:三角锥形平面三角形原子HCNO电子式可形成共用电子对数1)写出H、C、N、O原子的电子式：表格二H···O：··1234·N：····C··探究：同为三原子分子或四原子分子，分子的空间构型为什么不同？

2)写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间构型：表格三分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式结构式分子的空间构型OCO:::::::::::HOH::::HNH:H:::HCH:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H--HH直线形V形三角锥形平面三角形正四面体HH..C....O......对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，n值为中心原子结合的原子数。四、价层电子对互斥模型（VSEPR）基本要点ABn型分子（离子）中中心原子A周围的价电子对的几何构型，主要取决于价电子对数（n），价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小。

1、内容：中心原子价电子层电子对（包括＿＿＿

电子对和

的孤对电子对）的互相

作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互

的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型。（VSEPR模型）成键未成键排斥排斥最小二、价层电子对互斥模型价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对不包括成键的π电子对！

孤对电子：未用于形成共价键的电子对，例氮原子和氢原子形成氨分子时，N提供3个未成对电子与3个H形成3对共用电子对，还有1对电子未与其他原子共用，这对电子就称为孤对电子,例如黑点表示中心原子N与O的孤对电子，而中心原子C无孤对电子3)分析CO2，H2O，NH3，CH2O，CH4电子式的中心原子价电子层电子对成键情况。:::HNH:H:::HOH:OCO:::::::::::HCH:HHHH..C....O......分成键电子对和孤对电子对结论：成键电子对和孤对电子对会影响分子的空间构型

中心原子有孤对电子，其要占据中心原子周围的空间，并且

，使分子呈现不同的立体构型。互相排斥价层电子对数=

σ键电子对数＋孤电子对数σ键电子对数=σ键数=中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对数=ɑ表示中心原子的价电子数对于主族元素，ɑ=最外层电子数阳离子：ɑ=价电子数-离子电荷数阴离子：ɑ=价电子数+离子电荷数x=与中心原子结合的原子数b=与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，

H=1,其他原子=8-该原子的价电子数中心原子含孤对电子对数代表物中心原子结合的原子数(n值）键角分子的空间构型CO2CH2OCH4H2ONH3直线形平面三角形正四面体V形三角锥形105°107°180°

0214)填写孤对电子与分子的空间构型关系，中心原子结合的原子数(n值）与分子的空间构型关系。

120°109°28′2233400OCO:::::::::::HOH::::HNH:HHH..C....O......:::HCH:HH中心无孤对电子中心存在孤对电子C..H..H..HH..CHHHH40正四面体形OHH2O..HH......2V形..N......HHHNHHH31三角锥形CHHO=30平面三角形HH..C....O......C=O=O20直线形C........OO........代表物思考并填写下列表格：电子式结构式中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数空间构型CO2CH2OCH4H2ONH3请你试总结分子的空间构型各不同的原因。总结:由于分子中的成键电子对及中心原子上的孤对电子对相互排斥，结果趋向尽可能彼此远离，以减小斥力，从而影响了分子的空间构型。(VSEPRmodels)二、价层电子对互斥模型1、一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，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来预测，概括如下（无孤对电子）：

ABn

立体结构范例

n=2直线形CO2、CS2n=3平面三角形CH2O、BF3n=4正四面体形CH4、CCl4n=5三角双锥形PCl5

n=6正八面体形SCl6一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布（即含孤对电子的VSEPR模型）

2

34

56

直线形平面三角形正四面体三角双锥体正八面体注意：孤对电子的存在会改变键合电子对的分布方向，从而改变化合物的键角。电子间斥力大小：孤对间>孤对与键合间>键合间分子CO2CH2OCH4电子式结构式中心原子有无孤对电子空间结构OCO:::::::::::HCH:HHO=C=OH-C-H=OH-C-H--HH无无无直线形

平面三角形

正四面体::

HCH:O:::2、另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子。

ABn

立体结构范例

n=2

V形H2On=3三角锥形NH3原因：中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H2O和NH3的中心原子分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。中心原子代表物中心原子结合的原子数分子类型空间构型无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤对电子H2O2AB2NH33AB3直线形平面三角形正四面体V形三角锥形小结:价层电子对互斥模型直线型平面三角型四面体BeCl2,HgCl2BF3，BCl3

(CH4,CCl4,NH4+)中心原子价电子都用于形成共价键,不含孤对电子三角锥V型H2O，H2S(NH3;H3O+)中心原子有孤对电子应用反馈: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HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形V形V形平面三角形三角锥形四面体正四面体正四面体1．s电子云是

形的，p电子云是哑铃形的，p能级有3个原子轨道，分别是

、

、

。2．价层电子对数与VSEPR模型的关系价层电子对数VSEPR模型2

3

4

PxPyPz直线形平面三角形正四面体球微粒结构式VESPR模型分子或离子构型HCNNH4＋H3O＋SO2BF3[友情提醒]价层电子对相互排斥作用的大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。一般规律：①电子对之间的夹角越小，排斥力越大；②成键电子对受两个原子核的吸引，电子云比较紧缩；孤对电子对只受中心原子的吸引，电子云较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大。电子对之间斥力大小的顺序：孤对电子对—孤对电子对＞孤对电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对。③三键、双键比单键包含的电子数目多，所以其斥力大小顺序为：三键＞双键＞单键只有一种角度，120°。只有一种角度，109°28′。

5对电子三角双锥3对电子正三角形••A••••4对电子正四面体A••••••••电子对数和电子对空间构型的关系电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。2对电子直线形

6对电子正八面体课堂练习1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A.CO2B.H2S