价层电子对互斥模型-高二化学课件（人教版2019选择性必修2）2

人教版选择性必修2网科学【备课无忧】2021-2022学年高二化学同步优质课件人教版选择性必修2网科学价层电子对互斥模型第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构学习目标1.认识物质的空间结构可以借助某些实验手段,通过这些手段所获得的信息为建立物质结构模型或解释相关理论提供支撑。2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测,培养证据推理与模型认知的核心素养。1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2．学会用价层电子对互斥模型来判断分子的立体构型。

同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间构型却不同

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？思考与讨论价层电子对

互斥模型为了探其原因，发展了许多结构理论

有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。

价层电子对互斥模型认为,分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对,多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对。1、价层电子对互斥理论（VSEPR模型）的内容分子的空间结构

中心原子“价层电子对”相互排斥

成键σ键电子对

未成键孤电子对CO2为什么不是直角形状，而是直线型呢？中心原子（C原子）形成了两条σ键（两对σ键电子对），没有孤电子对，总和为2对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为180°，也就预测出了CO2不可能是直角形状，而必定是直线型。2、价电子对互斥模型（VSEPR模型）的用途预测分子或离子的空间构型CH4为什么不是正方形，而是正四面体结构呢？中心原子（C原子）形成了四条σ键（四对σ键电子对），没有孤电子对，总和为4对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为109°28’，不能是90°。也就预测出了CH4必定是正四面体。

利用价层电子对互斥理论，可以对分子或离子的结构做出比较精确的预测。但前提是，要算出分子的中心原子的价层电子对的个数。对ABn型(A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子)中心原子A价层电子对（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。σ键电子对和孤对电子对排斥力最小3、中心原子价层电子对的确定方法价层电子对==σ键电子对+中心原子上的孤电子对

(1)σ键电子对可从化学式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。分子中心原子共价键键数键电子对数H2OOO－H2NH3NN－H3SO3SS=O2232(2)中心原子上的孤电子对数的确定：孤电子对指成对，但不成键的价电子。孤对电子中心原子上的孤电子对数=公式中各字母的含义：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例：CH4：C原子的孤电子对为（4-4×1）÷2=0个；分子中一个C原子与4个H原子形成了4个σ键电子对；则价层电子对为4。这4对价层电子对之间彼此排斥，便得到了正四面体的VSEPR模型，也就是甲烷分子的空间构型。例：CO2：C原子的孤电子对为（4-2×2）÷2=0个；分子中一个C原子与2个O原子形成了2个σ键电子对；则价层电子对为2。这2对价层电子对之间彼此排斥，便得到了直线型的VSEPR模型，也就是二氧化碳分子的空间构型。分析下表中分子或离子的孤电子对数分子或离子

中心原子

a

x

b中心原子上的孤电子对数

SO2

NH4+

CO32-

CO2

SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220=½（a-xb)a:对于原子：为中心原子的最外层电子数x为与中心原子结合的原子数b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数代表物电子式中心原子结合的原子数σ键电子对数孤电子数价层电子对数H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202价层电子对（σ键电子对和未成键的孤对电子对）

（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键，无孤对电子。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(价层电子对数)来预测，概括如下：

ABn

立体结构范例

n=2直线形CO2、CS2

n=3平面三角形CH2O、BF3

n=4正四面体形CH4、CCl4n=5三角双锥形PCl5

n=6正八面体形SCl64、确定价层电子对互斥模型（2）中心原子上有孤电子对的分子的立体构型对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。见下表。化学式路易斯结构式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称H2ONH3V形三角锥形化学式路易斯结构式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称HCNH3O＋SO2直线形三角锥形V形..价层电子对互斥模型和分子立体结构是相同的分子构型吗？思考与讨论(1)区别①VSEPR模型指的是包括共价键和孤对电子在内的分子空间构型。②分子的立体结构指的是略去VSEPR模型中的中心原子上的孤对电子得到的组成分子的所有原子(只考虑分子内的共价键)所形成的分子空间构型。(2)联系①当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致。②当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。电子对带负电荷，因此它们之间有排斥的作用力。排斥的力量越大，分子越不稳定。要想让分子成为较稳定状态，应使价层电子对之间尽可能彼此远离（即夹角越大越好），这样它们之间的斥力就可以很小了。得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。再讨论空间构型时应略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：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，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是四面体，但CH4孤电子对为0，正四面体NH3孤电子对为1，三角锥形H2O孤电子对为2，V形5.利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间结构解题思路σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数价层电子对互斥理论VSEPR模型略去孤电子对分子或离子的空间结构。思考与讨论化学式中心原子孤对电子数σ键电子对数VSEPR模型名称H2SBF3NH2-2023立体构型（空间结构）V形平面正三角形V形22平面三角形四面体形四面体形应用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间构型分子或离子δ键电子对数孤电子对数价层电子对数VR模型立体构型SO2CO32-SO32-314231033小结：分子空间构型的确定A的价层电子对数δ键电子对数孤对电子对数VSEPR模型名称分子的几何构型220330

21BeCl2CO2(直线形）BF3BCl3（平面三角形）SnBr2PbCl2

（V形）直线形平面三角形平面三角形

A的价层电子对数δ成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型名称分子的几何构型4403122CH4CCl4（正四面体）

NH3PH3

（三角锥）

H2OH2S

（V形）正四面体正四面体正四面体

A的价层电子对数δ成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型名称分子实际的几