2.2.2 价电子对互斥理论-高二化学同步课堂（鲁科版2019选择性必修2）

鲁科版选择性必修2

物质结构与性质同学们好欢迎来到化学课堂meiyangyang8602请你回忆！这些分子为什么具有不同的空间结构呢？甲烷分子呈正四面体形氨分子呈三角锥形乙烯分子呈平面结构复习回顾杂化轨道理论解释meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602杂化轨道理论解释分子的空间结构杂化类型杂化轨道数目键角空间构型图示

实例平面三角形3120°BF3sp24109.5°正四面体形CH4sp32180°直线形BeCl2spC2H4平面结构C6H6平面正六边形C2H2直线形NH3H2O107.3°104.5°三角锥形角形meiyangyang8602交流研讨请你思考！同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，什么原因？直线形V形meiyangyang8602交流研讨请你思考！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？三角锥形平面三角形

第二章

微粒间相互作用与物质性质第2节共价键与分子的空间结构

课时2分子空间结构的理论分析价电子对互斥理论meiyangyang8602

价电子对互斥理论杂化轨道理论可以解释分子的空间结构但对未知分子的空间结构如何预测性？1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比和尼霍尔姆在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR。01

价电子对互斥理论meiyangyang8602meiyangyang8602请你思考！

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分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式结构式分子的空间构型OCO:::::::::::HOH::::HNH:HO=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......:::HCH:HHmeiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论预测未知分子的空间结构分析CO2，H2O，NH3，CH2O，CH4电子式的中心原子价电子层电子的成键情况。价层电子对成键电子对成键电子对孤电子对孤电子对n(价电子对数)＝成键电子对数+孤电子对数meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论分子中的中心原子的价电子对——成键电子对（bp)和孤电子对（Ip)由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。一种比较简单的理论，可用来预测分子或离子的空间结构价层电子对相互排斥彼此远离能量最低、最稳定meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论剖析内容对ABn型的分子或离子，分子中的中心原子的价电子对——成键电子对（bp)和孤电子对（Ip)由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。排斥力最小Ameiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论剖析内容对ABn型的分子或离子，分子中的中心原子的价电子对——成键电子对（bp)和孤电子对（Ip)由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。n(价电子对数)＝成键电子对数+孤电子对数推测分子的空间结构方法先分析分子中的中心原子的价电子对存在几个空间取向，再让这几个空间取向尽量彼此远离。（1）两个原子间的成键电子不论是单键还是多重键，都看作一个空间取向；（2）一对孤电子对可看作一个空间取向。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论剖析内容不同价电子对数的空间取向2

435

6

价电子对数：空间取向：直线形

面三角形

正四面体形

三角双锥形

正八面体形立体结构：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论方法引导价层电子对数的计算n(价电子对数)＝成键电子对数+孤电子对数

σ键电子对可从分子式来确定（ABn型）A——中心原子，B——与A结合的原子n——与A结合的原子数例如：H2O中O的σ键电子对数是______；

NH3中的σ键电子对数是________。23meiyangyang86021、CO2中O的σ键电子对数是______；2、SO3中O的σ键电子对数是______；3、H3O+中O的σ键电子对数是______；4、NH4+

中的σ键电子对数是________。2334练习价层电子对数的计算meiyangyang8602方法引导meiyangyang8602

价层电子对数的计算中心原子孤电子对数的确定方法

中心原子上的孤电子对数，可以通过写出该分子或离子的电子式来确定中心原子上的孤电子对数

0对1对2对meiyangyang8602方法引导meiyangyang8602

价层电子对数的计算中心原子孤电子对数的确定方法

中心原子上的孤电子对数，也可以利用如下公式来计算：2中心原子的价电子数—其他原子的未成对电子数之和孤电子对数=例如，H2O的中心原子为O原子，其价电子数为6，H原子的未成对电子数为1，可知：氧原子上的孤电子对数=

=226-1×2中心原子的价电子数=主族序数meiyangyang8602练习中心原子孤电子对数的确定方法分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数—21(a–xb)CO2NH3

SO3

C422(4-2×2)÷2＝0N531(5-3×1)÷2＝1S632(6-3×2)÷2＝0中心原子的价电子数=主族序数其他原子的未成对电子数之和成键电子对和孤对电子对会影响分子的空间构型.meiyangyang8602meiyangyang8602请你思考！

请用价电子对互斥理论预测甲烷的空间结构甲烷n(C)=4中心原子价电子对数空间结构CH4中心原子上的孤电子对数0对正四面体形02根据VSEPR模型

预测

分子结构meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论剖析内容不同价电子对数的空间取向2

435

6

价电子对数：空间取向：直线形

面三角形

正四面体形

三角双锥形

正八面体形立体结构：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

价电子对互斥理论——VSEPR理论剖析内容根据VSEPR模型

预测

分子结构2

435

6

价电子对数：直线形

面三角形

正四面体形

三角双锥形

正八面体形立体结构：孤电子对数=0VSEPR模型：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测

分子结构价层电子对数含孤电子对VSEPR模型略去孤电子对数价层电子对互斥理论分子或离子的空间结构计算找理论模型略去孤电子对方法引导meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测

分子结构方法引导中心原子不含孤电子对微粒σ键电子对数孤电子对数价层电子对数NH4+4(4-4×1)÷2=04价层电子对互斥模型离子空间构型略去孤电子对四面体形四面体形meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测

分子结构方法引导中心原子不含孤电子对分子或离子σ键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子上的价层电子对数VSEPR模型及其名称分子或离子的空间结构名称CO2BF3

NH4+

00+2=22直线形直线形00+3=33平面三角形平面三角形00+4=44正四面体形正四面体形meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测水分子空间结构水分子中氧原子价电子对数=2+2=4H2O电子式：成键电子对孤电子对meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构中心原子含孤电子对微粒σ键电子对数孤电子对数价层电子对数NH33(5-3×1)÷2=14四面体形三角锥形价层电子对互斥模型分子空间构型略去孤电子对meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构中心原子含孤电子对微粒σ键电子对数孤电子对数价层电子对数CO32-3(6-3×2)÷2=03平面三角形平面三角形价层电子对互斥模型离子空间构型略去孤电子对meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构中心原子含孤电子对微粒σ键电子对数孤电子对数价层电子对数SO22(6-2×2)÷2=13平面三角形V形价层电子对互斥模型分子空间构型略去孤电子对meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构中心原子含孤电子对VSEPR模型略去孤电子对后的构型有孤电子对时分子/离子的空间构型

分子或离子σ键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子上的价层电子对数VSEPR模型及其名称分子或离子的空间结构名称CO32-SO203+0=33平面三角形平面三角形12+1=32平面三角形V形meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构中心原子含孤电子对化学式结构式含孤对电子的VSEPR模型分子的立体结构模型立体结构H2ONH3HHO：：V形HHN··H三角锥形meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构VSEPR模型成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布模型

立体结构

实例

23平面三角形20 AB2直线形

CO230 AB321 AB2价层电子对数平面三角形

BF3V形SO2直线形meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构价层电子对数VSEPR模型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

实例模型4正四面体4 0AB43 1AB32 2AB2正四面体

CH4三角锥形

NH3V形H2Omeiyangyang8602对于乙醇和乙酸这样看似更加复杂的分子，同样可以用“价电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构乙烯乙醇乙酸n(C)=3n(O)=4n(羟基O)=4n(C)=4n(羧基C)=3n(甲基C)=4meiyangyang8602meiyangyang8602

根据VSEPR模型

预测分子空间结构乙醇乙酸n(O)=4n(羟基O)=4n(C)=4n(羧基C)=3n(甲基C)=4在乙酸分子中，羧基上的碳原子的价电子对均为成键电子对，C=O上的成键电子对仅有一个空间取向，因此碳原子的价电子对共有三个空间取向，相互排斥而远离，因此C—C—O部分呈三角形。在乙醇分子中，羟基上的氧原子有两对成键电子对和两对孤电子对，价电子对共有四个空间取向；氧原子价电子对相互排斥而远离，呈四面体形，因此C—O—H呈角形。meiyangyang8602meiyangyang8602请你思考！实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°，为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？109°28′HCHHH107°NHHH

105°OHH

CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小。meiyangyang8602meiyangyang8602

电子对之间的排斥与分子空间结构扩展视野当价电子对包含孤电子对且成键电子对中也有多重键时，由于它们之间的斥力不同，会对分子的空间结构产生影响。通常，多重键、成键电子对与孤电子对的斥力大小顺序可定性地表示为：三键一三键＞三键－双键＞双键－双键＞双键－单键＞单键一单键Ip-Ip>>lp-bp>bp-bp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。meiyangyang8602交流研讨meiyangyang8602

电子对之间的排斥与分子空间结构所以，CH4、NH3、H2O这三种分子的价电子对数为4,因此应该按四面体方向排布价电子对，但由于孤电子对排斥力大，使得氨分子中的键角为107.3°,水分子中的键角为104.5°。meiyangyang8602meiyangyang8602

电子对之间的排斥与分子空间结构俗称光气的二氯甲醛分子（COCI2)的价电子对数为3,分子为平面三角形但