4.1.2 价层电子对互斥模型 课件高二下学期苏教版（2019）选择性必修2

专题4分子空间结构与物质性质第一单元

分子的空间结构4.1.2价层电子对互斥模型

（VSEPR模型）1.了解价层电子对互斥模型，能用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的空间构型。2.了解等电子原理的内容。学习目标

用实验的方法可以测定分子的空间结构，如红外光谱、晶体的X射线衍射、核磁共振等。我们也可以用有关的化学理论推测分子的空间结构。红外光谱仪X射线衍射仪固体核磁共振仪

为了解释和预测分子的空间结构，科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上，提出了一种简单的理论模型（价层电子对互斥模型），用以预测简单分子或离子的空间结构。一、价层电子对互斥模型(VSEPR)

分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。价电子对数目=成键（σ键）电子对数+孤电子对数。1、基本要点：2、价电子对分布的几何构型与价电子对数目关系价电子对数目价电子对分布的几何构型2直线形3平面三角形4正四面体

该模型的提出主要考虑价电子对之间的斥力，而分子结构的影响因素往往比较复杂。因此应用该模型预测的结果与实验测定有偏差，也不能说明各分子结构中化学键形成的原因和相对稳定性。所以，分子结构的确定最终必须以实验测定为依据。杂化轨道类型sp杂化sp2杂化sp3杂化3、ABm型价电子对数目的计算方法（1）、由分子的电子式计算中心原子孤电子对成键电子对价层电子对4对H2O的VSEPR模型分子中的中心原子A上的电子对数目n=成键（σ键）电子对数+孤对电子对数2对（σ键）3（σ键）+1=4对3对（σ键）计算下列物质的中心原子价层电子对数方法：成键电子对数（σ键）=中心原子结合的原子个数理解应用（2）、ABm型分子中的中心原子A上的电子对数目n=m+孤对电子对数中心原子上的孤电子对数=a中心原子的价层电子数主族元素=最外层电子数阳离子=中心原子的价层电子数-离子的电荷数阴离子=中心原子的价层电子数+︱离子的电荷数︱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-该原子的价层电子数理解应用SO42-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＝0S(6+2–4×2)÷2=0842NH4+

N441(5-1–4×1)÷2=0（3）、

中心原子的价电子数=最外层电子数；配位原子的价电子数：①、卤素原子、氢原子按提供1个价电子数计算。②、O、S作为配位原子时按不提供价电子计算。HF、Cl、Br、IO、S1个1个0个练一练：计算下列分子或离子的价层电子对数CH4 BF3 PCl5NH4+SO42-NO24354434、VSEPR模型的应用——预测分子空间结构价层电子对数233444孤电子对数010210空间构型直线形V形平面三角形V形三角锥形正四面体形认真观察下列表格，分析VSEPR模型与空间构型的关系。1.对于中心原子的价层电子对中若无孤电子对，则分子的空间构型与VSEPR模型相同2.若中心原子的价层电子对中有孤电子对，则分子的空间构型=VSEPR模型-孤电子对占有的空间。三角锥形四面体NH3H2O四面体V形3.具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。例如，CH4、NH3和H2O分子的价电子对数都是4，中心原子均采取sp3杂化，价电子对分布的几何构型均为正四面体。分子类型中心原子空间构型AB2有孤对电子V型无孤对电子直线形AB3有孤对电子三角锥形无孤对电子平面三角形AB4无孤对电子四面体形理解应用1、用价层电子对互斥理论判断SiCl4分子的几何构型为（

）A.正四面体形B.V形C.三角锥形D.平面三角形2、下列各组分子或离子的空间结构不相似的是（

）A.SO2和O3B.NH4+和CH4C.H3O+和NH3D.CO2和H2O3、磷酸根离子的空间构型为______

_，其中P的价层电子对数为_______、杂化轨道类型为_______。sp3

正四面体形4ADV形（或角形）正四面体形三角锥形直线形V形（或角形）

等电子原理

人们在研究分子结构时发现，CO分子与N2分子结构非常相似，它们的分子中价电子总数都是10，都形成1个σ键和2个π键，键能都较大。它们的某些物理性质也很相似，如熔点和沸点相近、都难溶于水等。根据许多类似的实验事实，人们总结出一条经验规律：具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。这一原理称为“等电子原理”。

利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体结构。例如，SiCl4、SiO44－、SO42－的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体结构。

等电子原理在制造新材料等方面也有重要的应用

。

如晶体硅

、

锗是良好的半导体材料

，

它

们

的等电子体磷化铝（AlP）、砷化镓（GaAs）也都是良好的半导体材料。拓展视野等电子体书写规律N2SO2NH3O3NO2-CN-COC22-H3O+PH3NO+CO2CS2NO2+N2O1.同族元素互换2.相邻元素左右移3.电子电荷相互换HCNOSCl145667V形（或角形）sp2杂化三角锥形sp3杂化直线形sp杂化理解应用

有如下几种含氮微粒，它们分别是表中各含碳微粒的等电子体，请将序号填入相应的空格内。A.N2H4B.N2H62+C.NH4+D.NO3－

E.NO2+二、键角1、定义：两个相邻共价键之间的夹角。180°CO2直线形104o30′H2OV形107o18′NH3三角锥形109o28′CH4正四面体

导致NH3、H2O、CH4这3种分子键角差异的原因是什么？107o18′104o30′

如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价电子对之间的斥力大小顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。随着孤电子对数目的增多，孤电子对对成键电子对的排斥作用增强，使得成键电子对与成键电子对之间的键角也被“压缩”而减小。2、分子键角差异的原因109o28′理解应用比较下列分子或离子中的键角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：①BF3________NCl3，H2O________CS2。②H2O________NH3________CH4，SO3________