2.2分子的空间构型-基于新型高能全氮盐结构探究的的大单元教学第二课时：价层电子对互斥 【知识探究】高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

首个高能全氮盐化学式：

(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl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？情境回顾

分子的空间构型——

基于新型高能全氮盐结构探究的大单元教学

鲁科版|高中化学选择性必修2第二课时价电子对互斥理论

1.通过学生搭建气球模型感受价电子因排斥而彼此远离，运用磁力棒模拟价电子对互斥，利用Nobook实验室认识分子空间构型，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。3.通过学习价层电子对互斥模型、杂化轨道理论来判断简单分子或离子的构型，培养学生“科学探究与创新意识”的学科素养。素养目标2.通过理解对价电子对的概念，学会计算分子中的中心原子价电子对数，培养证据推理与模型认知的核心素养。探索价层电子对互斥理论01CHHHH········问题引导：1、CH4中的C原子的杂化方式？2、为什么CH4的空间结构是正四面体形而不是正方形？3、结合甲烷的电子式思考，为什么轨道之间会相互排斥？01探索价层电子对互斥理论斥力最小原理：同种电荷相互排斥，彼此尽可能远离，保持最大夹角，

使彼此之间斥力最小。1.再探甲烷的形成杂化轨道气球模型价层电子对数目价层电子对空间结构探索价层电子对互斥理论01直线形平面三角形四面体形2.“气球空间互斥”类比“电子对互斥”

运用类比的方法，填写表格，归纳杂化轨道数分别为2、3、4时，对应的价层电子对数量及对应的价层电子对的空间构型。243小结：杂化轨道用于容纳价层电子对问题引导：1、预测氨气的空间构型及N原子的杂化方式。2、动手拼插NH3的球棍模型，观察与预测是否相符？3、书写氨气电子式，并重新预测N原子的杂化方式。探索价层电子对互斥理论01成键电子对孤电子对小结：由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构.价层电子对数＝成键电子对数＋中心原子上的孤电子对数3.探究氨气的空间构型4.建立价电子对互斥理论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。探索价层电子对互斥理论01价层电子对互斥理论基本观点：分子中的中心原子的价电子对——成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。构建价层电子对互斥模型02价层电子对互斥(VSEPR)模型——

分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对互相排斥尽可能远离能量最低最稳定中心原子价层电子对数23456VSEPR理想模型

直线形

平面三角形四面体形构建价层电子对互斥模型021、构建价电子对互斥模型三角双锥体正八面体

应用价电子对互斥模型03价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数分子中心原子共价键σ键数σ键电子对数H2OCH2OCO2SO2OO−H22SN−H、C＝O33NC＝O22中心原子结合的原子数应用价层电子对互斥模型031计算价层电子对C完成下列表格?应用价层电子对互斥模型03价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数方法一：已知结构分子根据电子式直接确定分子中心原子σ键数孤电子对数H2OO2CH2OC3CO2C2SO2S2应用价层电子对互斥模型03价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数完成下列表格200SO2孤电子对问题引导：1、S的最外层有几个电子？2、氧原子最外层几个电子，需要得到几个电子达到稳定结构？3、S原子需要和O原子共用几个电子形成共价键？4、S原子成键后还有几个电子未成键？?方法二：未知结构分子根据公式计算中心原子价电子数-其他原子未成对电子数之和2孤电子对数=03应用价层电子对互斥模型应用价层电子对互斥模型1、计算价层电子对应用练习：分别计算以下分子中心原子的孤电子对数。

SO2SO3

BF3

BeCl2

NH3

H2O10001201020304确定中心原子的成键电子对数（中心原子结合的原子数、σ键数目）价电子对数=成键电子对数+孤电子对数明确分子中的中心原子计算中心原子的孤电子对数应用价层电子对互斥模型032、思维建模：价层电子对计算方法化学式电子式价层电子对数VSEPR模型孤电子对数分子的空间模型CH4NH3HCH········HHHNH········H40413、区分VSEPR模型与分子的空间构型应用价层电子对互斥模型03问题：对比CH4和NH3，价电子对数相同时，VSEPR模型和分子的空间模型均相同吗？二者有何区别？价层电子对数，决定分子的VSEPR模型略去孤电子对，得到分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价层电子对数VSEPR理想模型分子结构CH4NH3H2OBF3SO3SO2CO2BeCl2434+0=423+1=4平面三角形32+2=432202100103+0=33+0=32+1=32+0=2四面体形三角锥形正四面体形V形

直线形

直线形202+0=2平面三角形

直线形V形平面三角形4、应用模型分析预测分子的结构价层电子对

互斥理论判断VSEPR模型分子的立体构型价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数略去孤电子对σ键电子对数＝结合原子数中心原子上的孤电子对4、构建确定分子结构的思维模型（1）中心原子杂化类型对键角大小有决定性的影响例1：比较CH4、BF3、CO2三种分子的键角大小。由杂化理论很容易得到如下的结果：中心原子采用sp杂化，则键角为180°，中心原子采用sp2杂化，则键角为120°，中心原子采用sp3杂化，则键角为109°28‘。应用价层电子对互斥模型035、运用价层电子对互斥理论比较分子中键角的大小

五、价层电子对互斥理论的应用（2）中心原子孤电子对数目对键角的影响例2：比较CH4、NH3、H2O三种分子的键角大小。109°28＇107°104.5°应用价层电子对互斥模型035、运用价层电子对互斥理论比较分子中键角的大小在中心原子杂化类型相同时、由于其配原子的个数可能不同，也就是孤电子对数目会有区别，这时键角也会是有区别的。这是由于中心原子的孤对电子的电子云肥大，对成键电子对有较大的排斥力，所以孤对电子能使成键电子对彼此离得更近，键角被压缩而变小。且中心原子的孤电子对数越多，键角会变得越小。课堂总结杂化轨道理论与VSEPR模型联用价层电子对数杂化轨道数目VSEPR模型杂化轨道理论分子的空间结构预测解释情境再现首个高能全氮盐化学式：

(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl,其部分结构如下：问题：1、全氮盐的结构中含有哪些微粒？2、你能预测NH4+、H3O+的中心原子的杂化方式以及离子的空间构型吗？3、N5-的结构如何？总结提升：1、价电子对互斥理论适用于分子，也适用于离子的结构预测2、中心原子的价电子对中，孤电子对的计算公式不适合多中心原子的分子。

价层电子对互斥理论的局限性