412　价层电子对互斥模型　等电子原理学案高二上学期化学选择性必修2

第2课时价层电子对互斥模型等电子原理［核心素养发展目标］1.了解价层电子对互斥模型，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间结构的思维模型。2.了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质。一、价层电子对互斥模型1.价层电子对互斥模型的基本内容（1）价电子对：包括（又称σ键电子对）和，其数目用n表示。

（2）价电子对之间的相互作用价电子对存在相互作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取的空间结构。

（3）价电子对分布的几何构型（又称VSEPR模型）价电子对数目分别为2、3、4时，价电子对分布的几何构型分别为、、结构。

（4）具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型，价电子对分布的几何构型也。

2.价电子对的计算（1）ABm型分子的价电子对计算方法ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子）中价电子对数n的计算：

。

（2）在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定：①作为配位原子，卤素原子和氢原子提供个价电子，氧原子和硫原子按计算。

②对于离子，在计算价电子对数时，还应负离子的电荷数或正离子的电荷数。如PO43−中P原子价电子数应3，而NH4③计算电子对数时，若剩余1个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作1对电子处理。④双键、三键等多重键作为1对电子看待。3.价层电子对互斥模型与分子的几何构型（1）中心原子不含孤电子对分子或离子中心原子的价电子对数价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构CO2直线形直线形CO平面三角形平面三角形CH4正四面体形正四面体形结论：对于价电子对全是成键电子对的分子或离子，价电子对的几何构型（VSEPR模型）与分子的空间结构。

（2）中心原子含孤电子对分子或离子中心原子的价电子对数中心原子的孤电子对数价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构NH3四面体形三角锥形H2O四面体形V形H3O+四面体形三角锥形SO2平面三角形V形结论：对于价电子对含有孤电子对的分子或离子，根据价电子对数确定价层电子对互斥模型，然后略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间，余下的即为分子或离子的空间结构。（3）价电子对之间的斥力大小顺序为>>。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，使得成键电子对与成键电子对之间的键角被“压缩”而。

如CH4、NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，但键角的大小为CH4NH3H2O。

1.用价层电子对互斥模型完成下列问题（加“·”的原子为中心原子）。σ电子对数孤电子对数空间结构H2SeSCl2PCl3SO2SOOF2Cl2.试比较H2O和H3O+键角的大小并解释其原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.正误判断（1）孤电子对排斥力大于σ键电子对的排斥力（）（2）所有的三原子分子都是直线形结构（）（3）SO2与CO2分子的组成相似，故它们的空间结构相同（）（4）由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br键的键角小于180°（）2.下列分子或离子的中心原子上未参与成键的价电子对最多的是（）A.H2O B.HClC.NH4+ 3.用价层电子对互斥模型预测H2S和NH3的空间结构是（）A.直线形；三角锥形B.V形；三角锥形C.直线形；平面三角形D.V形；平面三角形4.（2023·山西吕梁高二期末）下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子空间结构也相同的是（）A.H2O、SO2 B.NF3、BF3C.NH3、CH4 D.BeCl2、CO2几种常见分子的空间结构（1）常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。（2）常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等。（3）常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。（4）常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等。（5）常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。二、等电子原理1.等电子原理具有相同和相同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”。

2.等电子体和都相等的分子或离子互称为等电子体。

3.等电子原理的应用（1）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，如NH3与H3O+互为等电子体，二者立体结构相同。（2）应用于制造新材料。4.寻找等电子体的常用方法（1）同主族替换法同主族元素最外层电子数相等，故可将粒子中一个或几个原子换成同主族元素原子，如O3与SO2、CO2与CS2互为等电子体。（2）左右移位法①将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n（n=1，2……）的原子，如N2与CO、N3−②将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加（或减少）n的元素带n个单位电荷的阳离子（或阴离子），如C22−与O22+、N（3）叠加法互为等电子体的微粒分别再增加一个相同的原子或同主族元素的原子，还互为等电子体，如N2O与CO2互为等电子体。（1）只有原子数目和价电子总数相同的分子才是等电子体（）（2）互为等电子体的物质，物理性质、化学性质都相似（）1.已知N2与CO、CO2与COS互为等电子体，试分别写出CO、COS的电子式。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数目相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。（1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是和；和。

（2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数目相同，价电子总数也相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2−互为等电子体的分子有、3.已知原子数目和价电子总数相同的离子或分子结构相似，如SO3、NO3−都是平面三角形。那么下列分子或离子中与SA.PCl5 B.CCl4C.NF3 D.N常见的等电子体类型实例空间结构双原子10电子的等电子体N2、CO、NO+、C22−直线形三原子16电子的等电子体CO2、CS2、N2O、NO2+、N3−、BeCl直线形三原子18电子的等电子体NO2−、O3、V形四原子24电子的等电子体NO3−、CO32−CS32−、BF3、SO3（平面三角形五原子32电子的等电子体SiF4、CCl4、BF4SO42−、正四面体形答案精析一、1.（1）成键电子对孤电子对（2）排斥对称（3）直线形平面三角形正四面体（4）相同相同2.（1）n=中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×（2）①1不提供价电子②加上减去加上减去3.（1）234相同（2）41424131（3）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增强减小>>思考交流1.σ电子对数孤电子对数空间结构H2Se22V形SCl222V形PCl331三角锥形SO221V形SO40正四面体形OF222V形Cl22V形2.键角：H3O+>H2O。H2O和H3O+中的中心O原子价电子对数都为4，但H3O+中心O原子有1对孤电子对，H2O中心O原子有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角：H3O+>H2O。应用体验1.（1）√（2）×（3）×（4）√2.A［A项，氧原子有2对未成键的价电子对；B项，HCl分子属于AB型分子，没有中心原子；C项，NH4+的中心原子的价电子全部参与成键；D项，磷原子有3.B［H2S中S原子的价电子对数为6+1×22=4，含有2对孤电子对，所以其空间结构为V形；NH3中N原子的价电子对数为5+1×32=4，含有14.D［根据杂化轨道理论：H2O分子中O原子的杂化方式为sp3，空间结构为V形，SO2分子中S原子的杂化方式为sp2，空间结构为V形，A不符合题意；NF3分子中N原子的杂化方式为sp3，空间结构为三角锥形，BF3分子中B原子的杂化方式为sp2，空间结构为平面三角形，B不符合题意；NH3分子中N原子的杂化方式为sp3，空间结构为三角锥形，CH4分子中C原子的杂化方式为sp3，空间结构为正四面体形，C不符合题意；BeCl2分子中Be原子杂化方式为sp，空间结构为直线形，CO2分子中C原子杂化方式为sp，空间结构为直线形，D符合题意。］二、1.价电子数原子数2.原子数目价电子总数正误判断（1）×（2）×应用体验1.2.（1）N2COCO2N2O（2）