2015-2016学年高中化学221分子的空间结构与价层电子对互斥理论课件新人教版选修3

第二节分子的立体构型第一课时分子的空间结构与价层电子对互斥理论XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页学习目标思维脉络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。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二一、形形色色的分子1.三原子分子其立体构型有直线形和V形两种。例如:化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CO2O····∶∶C∶∶O····180°直线形H2OH∶O····∶H105°V形XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二2.四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。例如:化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CH2OH∶∶H120°平面三角形NH3H∶N··H··∶H107°三角锥形XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二3.五原子分子其可能的立体构型更多,最常见的是正四面体形。例如:化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CH4H∶C····HH∶H109°28'正四面体CCl4··Cl····Cl······109°28'正四面体XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练1下列分子的立体结构模型正确的是()ABCDCO2H2ONH3CH4解析:CO2的分子构型是直线形,A项错误;H2O的分子构型为V形,B项错误;NH3的分子构型为三角锥形,C项错误;CH4是正四面体结构,D项正确。答案:DXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练2能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而呈正四面体结构的是()A.两个键之间的夹角为109°28'B.C—H键为极性共价键C.4个C—H键的键能、键长相同D.碳原子的价电子都参与成键解析:CH4分子的立体构型由两个键之间的夹角决定,只有为正四面体结构且C位于正四面体中心,才有键角109°28'。分子的立体构型与共价键的极性无关。同为C—H键,不论分子构型如何,它们的键能、键长都相同。碳原子的价电子都参与成键,无法说明分子构型。答案:AXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论认为,分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对,包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。σ键电子对数可由分子式确定。2.中心原子上的孤电子对数=12(a-xb)。其中a为中心原子的价电子数,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。3.用VSEPR模型判断分子或离子立体结构分子或离子中心原子上的孤电子对数分子或离子的价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子立体构型CO202直线形直线形SO213平面三角形V形CO32-03平面三角形平面三角形CH404正四面体形正四面体形XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练3下列分子或离子中,不含孤电子对的是()A.H2OB.H3O+C.NH3D.NH4+解析:分别写出其电子式H×·∶、[H×·H]+、∶H、[H×·H]+,即可得出答案。答案:DXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二练一练4下列分子中,各原子均处于同一平面上的是()A.NH3B.CCl4C.PCl3D.CH2O解析:由价层电子对互斥理论可知A、C两项为三角锥形,B项为正四面体形,D项为平面三角形。答案:DXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究价层电子对互斥理论问题导引H2O2与P4的立体结构1.四原子分子都为平面三角形或三角锥形吗?提示不是。H2O2分子的构型类似于一本打开的书,两个氧原子在两页书的交接处,两个氢原子分别在翻开的书的两页上。而白磷(P4)分子为正四面体形。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究2.立体构型相同的分子,其键角完全相同吗?提示不一定。如P4和CH4均为正四面体形,但P4的键角是60°,CH4的键角为109°28'。3.根据价层电子对互斥理论,判断NH4+的VSEPR模型和NH4+的立体构型。提示NH4+中心氮原子上的孤电子对数为12(a-xb),其中a=5-1=4,x=4,b=1,所以12(a-xb)=0,即NH4+的孤电子对数为0;其中σ键数为4,所以NH4+的VSEPR模型与立体构型均为正四面体形。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究名师精讲1.价层电子对互斥理论的基本要点(1)在ABn型分子中,中心原子A的周围配置的原子或原子团的几何构型,主要决定于中心原子价电子层中电子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的互相排斥作用,分子的几何构型主要采取电子对相互排斥作用最小的那种结构。(2)ABn型分子中,A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成,则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一个电子对看待。(3)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(4)中心原子的价层电子对数目和立体构型的关系为:价层电子对数23456电子对立体构型直线形平面三角形四面体三角双锥八面体XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究2.用价层电子对理论判断共价分子或离子立体构型的一般规则(1)确定中心原子价电子层中电子对数:①σ键电子对:可由分子式确定,例如H2O中的中心原子为O,O有2对σ键电子对。②中心原子上的孤电子对=12(a-xb)(式中:a为中心原子的价电子数,对主族元素来说,价电子数等于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,氢为1,其他原子等于“8-该原子的价电子数”)。对于阴(阳)离子来说,a为中心原子的价电子数加上(或减去)离子的电荷数,x和b的计算方法不变。③中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+12(a-xb)。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究(2)根据中心原子(A)周围的电子对数,找出相对应的理想几何结构图形。如果出现奇数电子(有一个成单电子),可把这个单电子当作电子对来看待。(3)画出结构图,把配位原子排布在中心原子(A)周围,每一对电子连结1个配位原子,剩下的未结合的电子对便是孤电子对。(4)根据孤电子对、成键电子对之间相互斥力的大小,确定排斥力最小的稳定结构,并估计这种结构对理想几何构型的偏离程度。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究3.用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的实例根据分子中成σ键电子对数和孤电子对数,可以依据下面的方法确定相应的较稳定的分子空间构型:σ键电子对数+孤电子对数=价层电子对数VSEPR模型分子立体构型电子对数目电子对的立体构型成键电子对数孤电子对数电子对的排列方式分子的立体构型名称实例2直线形20直线形HgCl2、BeCl2、CO23三角形30平面三角形BF3、BCl321V形SnBr2、PbCl2XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究电子对数目电子对的立体构型成键电子对数孤电子对数电子对的排列方式分子的立体构型名称实例4四面体形40正四面体形CH4、CCl431三角锥形NH3、NF322V形H2O6八面体形60八面体形SF642正方形XeF4XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究例题用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型:(1)H2Se;(2)NH2-;(3)BBr3;(4)CHCl3;(5)SiF4。解析:根据原子的最外层电子排布,可以判断出本题中各分子或离子的中心原子含有的孤电子对数和结合的原子数为:化学式H2SeNH2-BBr3CHCl3SiF4中心原子含有的孤电子对数22000中心原子的σ键数22344中心原子的价层电子对数44344H2Se、NH2-略去两对孤电子对,粒子构型为V形,BBr3为平面三角形,CHCl3分子中由于氢原子和氯原子不同,不能形成正四面体形,SiF4为正四面体形。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究答案:(1)V形(2)V形(3)平面三角形(4)四面体形(5)正四面体形XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究􀎥变式训练􀎥(1)利用VSEPR推断分子或离子的立体结构。PO43-;CS2;AlBr3(共价分子)。(2)有两种活性反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:;。(3)按要求写出第二周期非金属元素原子构成的中性分子的化学式。平面三角形分子,三角锥形分子,四面体形分子。答案:(1)四面体形直线形平面三角形(2)CH3+CH3-(3)BF3NF3CF4XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页1.下列物质中,分子的立体结构与水分子相似的是()A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl4解析:CO2是直线形,H2S是V形,PCl3是三角锥形,SiCl4是正四面体形。H2O是V形,答案选B。答案:B1234567891011XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页2.对CO2和SO2的说法正确的是()A.都是AB2型,所以都是直线形B.碳原子和硫原子上都没有孤对电子C.CO2是直线形结构,SO2是V形结构D.都含有极性共价键和非极性共价键解析:碳原子没有孤对电子,硫原子上有孤对电子;它们含有的化学键都是极性键。答案:C1234567891011XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页3.下列对应关系不正确的是()选项ABCD中心原子所在族ⅣAⅤAⅣAⅥA分子通式AB4AB3AB2AB2立体构型正四面体形平面三角形直线形V形解析:当中心原子在ⅤA族,AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族,AB4分子是正四面体形,AB2分子是直线形。当中心原子在ⅥA族,AB2是V形。答案:B1234567891011XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页4.下列分子中键角最大的是()A.CO2B.NH3C.H2OD.解析:四种分子的键角分别为180°、107°、105°、120°,故选A项。答案:A1234567891011XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页5.用VSEPR模型预测下列分