高中化学-分子的空间结构

一、价层电子对互斥模型先确定中心原子上的价层电子对数,得到含有孤电子对的VSEPR模型,再根据存在孤电子对的情况最后确定分子的立体构型。1.理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。2.判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。3.价层电子对互斥理论与分子构型价层电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形直线形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O【易错提醒】价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的空间结构一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的空间结构不一致。二、杂化轨道理论1.理论要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。2.杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面体形CH43.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有关系式：杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)＝中心原子的价层电子对数实例价层电子对数(即杂化轨道数)σ键电子对数孤电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型分子或离子的空间结构BeCl2220sp直线形直线形CO2直线形直线形BF3330sp2平面三角形平面三角形SO221V形CH4440sp3四面体形正四面体形NH331三角锥形H2O22V形CO330sp2平面三角形平面三角形NH440sp3四面体形正四面体形【归纳总结】判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法(1)根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断如(ABm型)中心原子的价层电子对数为4，中心原子的杂化轨道类型为sp3；价层电子对数为3，中心原子的杂化轨道类型为sp2；价层电子对数为2，中心原子的杂化轨道类型为sp。(2)根据等电子体原理进行判断如CO2是直线形分子，SCN－、N3与CO2是等电子体，所以分子的空间结构均为直线形，结构式类似，中心原子均采用sp杂化。(3)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断没有π键的为sp3杂化，如CH4中的C原子；含1个π键的为sp2杂化，如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子；含2个π键的为sp杂化，如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。三、等电子体原理1.含义：原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。2.特点：等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。3.确定等电子体的方法同主族代换或同周期相邻元素替换，交换过程中注意电荷变化。4.常见的等电子体汇总等电子类型常见等电子体空间结构2原子10电子N2，CN-，C22-，NO＋直线形2原子14电子F2，O22-，Cl2直线形3原子16电子CO2，N2O，CNO-，N3-，NO2+，SCN-，HgCl2，BeCl2（g）直线形3原子18电子O3，SO2，NO2-V形4原子8电子NH3，PH3，CH3−，H3O＋三角锥形4原子24电子SO3（g），CO32-，NO3-，BO33-，BF3平面三角形4原子26电子SO32-，ClO3-，BrO3-，IO3-，XeO3三角锥形5原子8电子CH4，SiH4，NH4+，PH4+，BH4-正四面体形5原子32电子CCl4，SiF4