2020高中化学 第二章 分子结构与性质 第二节 第1课时 价层电子对互斥理论课件 新人教版选修3

[明确学习目标]1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2.能根据价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的构型。23学生自主学习一、形形色色的分子1．三原子分子(AB2型)2．四原子分子(AB3型)3．五原子分子(AB4型)最常见的为形，如甲烷分子的立体结构为形，键角为。□09正四面体□10正四面体□11109°28′二、价层电子对互斥理论1．价层电子对互斥理论(VSEPR)分子中的价层电子对(包括电子对和中心原子上的)由于而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能采取对称的立体构型，以减小斥力。□01σ键□02孤电子对□03相互排斥2．价层电子对的确定方法σ键电子对数可由分子式确定。a表示中心原子的价电子数，对于主族元素来说，a＝原子的；对于阳离子来说，a＝中心原子的－离子电荷数；对于阴离子来说，a＝中心原子的＋|离子电荷数|。x表示与中心原子结合的。b表示与中心原子结合的原子，氢为1，其他原子＝。□04最外层电子数□05价电子数□06价电子数□07原子数□08最多能接受的电子数□098－该原子的价电子数3．VSEPR模型预测分子或离子的立体构型(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子(2)中心原子上有孤电子对的分子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。1．五原子的分子空间构型都是正四面体吗？提示：不是，只有中心原子所连四个键的键长相等时才为正四面体。如CH3Cl因C—H键和C—Cl键键长不相等，故CH3Cl分子的四面体不再是正四面体。提示2．VSEPR模型和分子的立体构型二者相同吗？提示：不一定相同。(1)VSEPR模型指的是包括σ键电子对和孤电子对在内的空间构型；分子的立体构型指的是组成分子的所有原子(只考虑分子内的σ键)所形成的空间构型。(2)若分子中没有孤电子对，VSEPR模型和分子立体构型一致；若分子中有孤电子对，VSEPR模型和分子立体构型不一致。提示3．如何计算SO2的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数？提示：SO2分子中的中心原子是S，成键电子对数为2。孤电子对数＝12(a－xb)＝12×(6－2×2)＝1，价层电子对数＝2＋1＝3。提示23课堂互动探究一、形形色色的分子1．四原子分子不一定都是平面三角形或三角锥形。如白磷(P4)分子，四个磷原子位于正四面体的四个顶点，键角为60°。2．AB4型分子或离子CX4(X为卤素原子或氢原子)、SiCl4、SiH4、NH＋4、SiO2－4属于正四面体构型，AB4型分子(如CH4)中的B原子被其他原子取代后仍为四面体形，但不一定是正四面体形结构。3．记住一些常见分子的立体构型及键角，则可推测组成相似的其他分子的立体构型。如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等。[即时练]1．下列分子的立体结构模型正确的是()A．CO2的立体结构模型：B．H2O的立体结构模型：C．NH3的立体结构模型：D．CH4的立体结构模型：答案D答案解析CO2的立体构型为直线形，A不正确；H2O的立体构型为V形，B不正确；NH3的立体构型为三角锥形，C不正确；CH4的立体构型为正四面体形，D正确。解析2．下列分子的空间构型是平面三角形的是()A．P4B．C2H2C．BF3D．CH3Cl答案C答案规律方法常见的立体构型为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等；常见的立体构型为V形的分子有H2O、H2S、SO2等；常见的立体构型为平面三角形的分子有BF3、SO3等；常见的立体构型为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等；常见的立体构型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。记住常见分子的立体构型可类推出同类别物质的立体构型。二、根据价层电子对互斥理论判断分子的立体构型(1)对于ABn型分子，利用VSEPR理论预测分子立体构型的思路：价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数――――――→价层电子对互斥理论VSEPR模型―――――――→略去孤电子对分子的立体构型。如H2O和NH3的中心原子上的价层电子对数都是4，这些价层电子对相互排斥(中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥)，形成四面体形的VSEPR模型，略去该模型中的中心原子上的孤电子对，便可得H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形，如下图所示。常见分子的VSEPR模型和分子的立体构型如下表所示：(2)当ABn型分子的中心原子上的价电子都用于形成共价键时(如CO2、CH4分子中的碳原子)，它们的立体构型也可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：[即时练]3．用价层电子对互斥理论判断SO3的立体构型为()A．正四面体形B．V形C．三角锥形D．平面三角形答案D答案解析SO3的中心原子硫原子的价电子数为6，与中心原子结合的原子数为3，氧原子最多能接受的电子数为2，则中心原子的孤电子对数＝12(6－3×2)＝0，故价层电子对数＝σ键电子对数＝3，SO3的立体构型与其VSEPR模型一致，为平面三角形，故选D。解析4．填写下列空白：答案答案本课归纳总结分子空间构型的确定方法价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数VSEPR模型――――――→略去孤电子对分子的立体构型。23学习效果检测1．下列分子的空间构型是直线形的是()A．CH4B．C2H2C．BF3D．H2O解析CH4的空间构型是正四面体，BF3的空间构型是平面三角形，H2O的空间构型是V形。解析答案B答案2．下列关于价电子对互斥理论的叙述不正确的是()A．价电子对互斥理论可用来预测分子的空间构型B．分子中中心原子的价电子对的相互排斥作用决定了分子的空间构型C．中心原子上的孤电子对不参与相互排斥作用D．分子中键角越大，价电子对之间的斥力越小，分子越稳定答案C答案解析中心原子上的孤电子对会占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥作用。解析3．下列常见分子的立体构型最相近的是()A．CO2和SO2B．CH4和NH3C．CH2O和BCl3D．H2O和BeCl2答案C答案解析CO2和SO2的立体构型分别为直线形和V形，A错误；CH4和NH3的立体构型分别为正四面体形和三角锥形，B错误；CH2O和BCl3的立体构型均为平面三角形，其中后者为正三角形，C正确；H2O和BeCl2的立体构型分别为V形和直线形，D错误。解析4．已知：①CS2②PCl3③H2S④CH2O⑤H3O＋⑥NH＋4⑦BF3⑧SO2。请回答下列问题：(1)中心原子没有孤电子对的是________(填序号，下同)。(2)立体构型为直线形的分子或离子有________；立体构型为平面三角形的分子或离子有________。(3)立体构型为V形的分子或离子有________。(4)立体构型为三角锥形的分子或离子有________。立体构型为正四面体形的分子或离子有________。答案(1)①④⑥⑦(2)①④⑦(3)③⑧(4)②⑤⑥答案解析①CS2的中心原子的价电子对数＝2＋4－2×22＝2，不含孤电子对，故为直线形；②PCl3的中心原子的价电子对数＝3＋5－3×12＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；③H2S的中心原子的价电子对数＝2＋6－2×12＝4，含2对孤电子对，故为V形结构；④CH2O的中心原子的价电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑤H3O＋的中心原子的价电子对数＝3＋6－3×1－12＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；⑥NH＋4的中心原子的价电解析子对数＝4＋5－4×1－12＝4，不含孤电子对，故为正四面体形；⑦BF3的中心原子的价电子对数＝3＋3－3×12＝3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑧SO2的中心原子的价电子对数＝2＋6－2×22＝3，含1对孤电子对，故为V形结构。解析