2019-2020学年高中化学 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

第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论课程目标素养目标1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2．正确理解价层电子对互斥理论。3．能根据价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的构型。1.宏观辨识与微观探析：通过对典型分子立体构型的学习，认识微观结构决定宏观物质的性质。2．证据推理与模型认知：通过价层电子对互斥模型的探究，能依据物质的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架。01基础自主落实02要点系统认知03检测课堂达标04演练效果检测一、形形色色的分子1．三原子分子的立体构型有直线形和V形两种化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CO2180°直线形H2O105°V形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化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH2O约120°平面三角形NH3107°三角锥形3.五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是四面体形化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH4109°28′正四面体形[微思考]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′。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(包括和)由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取的空间构型。电子对之间的夹角越大，排斥力越小。σ键电子对中心原子上的孤电子对对称2．价层电子对的确定方法其中：a为中心原子的。x为与中心原子。b为与中心原子结合的原子，H为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。价电子数结合的原子数最多能接受的电子数3．VSEPR模型和分子的立体构型H2O的中心原子上有对孤电子对，与中心原子上的σ键电子对相加等于，它们相互排斥形成形VSEPR模型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，因而H2O分子呈形。24四面体V[微思考]根据价层电子对互斥理论，判断NH＋4的VSEPR模型和NH＋4的立体构型。[提示]NH＋4中心氮原子上的弧电子对数为12(a－xb)＝12(5－1－4×1)＝0，即NH＋4的孤电子对数为0；σ键数为4，所以NH＋4的VSEPR模型与立方构型均为正四面体形。■多维思考·自主预习1．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是()A．NH3B．CCl4C．P4D．CH2O解析：NH3是三角锥形，CCl4是正四面体形，P4是正四面体形，CH2O是平面三角形。答案：D2．下列分子的立体结构模型正确的是()ABCDCO2H2ONH3CH4答案：D3．下列微粒中，含有孤电子对的是()A．SiH4B．H2OC．CH4D．NH＋4答案：B4．下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是()A．NH＋4B．NH3C．H2SD．BCl3答案：C要点价层电子对互斥理论与分子结构1．中心原子价层电子对数的确定方法对ABm型分子或离子，其中心原子价层电子对数(n)的判断方法：n＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m±电荷数2注意：(1)作为与中心原子结合的原子，卤素原子和氢原子提供1个电子，第ⅥA族元素的原子不提供电子；(2)若为分子，电荷数为0；(3)若为阳离子，则减去电荷数，如NH＋4，n＝5＋1＋4－12＝4；(4)若为阴离子，则加上电荷数，如SO2－4，n＝6＋22＝4；(5)若价电子数出现奇数时，可把这个单电子当作电子对看待。2．VSEPR模型——价层电子对的立体构型由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能相互远离。于是价层电子对的立体构型与价层电子对数目的关系如下表：价层电子对数234价层电子对构型直线形三角形四面体形这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的立体构型。3．分子或离子的立体构型的确定在确定了分子中σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数后，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。价层电子对数VSEPR模型名称成键电子对数孤电子对数电子对的排列方式分子立体构型名称实例2直线形20直线形BeCl2CO230平面三角形BF3BCl33平面三角形21V形SO2价层电子对数VSEPR模型名称成键电子对数孤电子对数电子对的排列方式分子立体构型名称实例40正四面体形CH4CCl431三角锥形NH3NF34四面体22V形H2O[题组训练]1．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()A．H2OB．BeCl2C．CH4D．PCl3解析：将选项中各物质的未知数据代入公式：中心原子上的孤电子对数＝12×(a－xb)，经计算知，选项中原子上的孤电子对数依次为2、0、0、1。答案：D2．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是()A．SO2、CS2、HI都是直线形分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子解析：A项中SO2为V形，错误；B项中，Sn原子的成键电子对数为2，孤电子对数为1，由于孤对电子的排斥作用，SnBr2的键角小于120°，错误；D项，PCl5中，P原子的成键电子对数为5，孤电子对数为0，分子呈三角双锥结构，错误。答案：C3．用价层电子对互斥理论预测下列粒子的立体结构。(1)H2Se________；(2)BCl3________；(3)PCl3________；(4)CO2________；(5)SO2________；(6)SO2－4________。答案：(1)V形(2)平面三角形(3)三角锥形(4)直线形(5)Ⅴ形(6)正四面体形[系统归纳][课堂达标]1．下列说法中，正确的是()A．由分子构成的物质中一定含有共价键B．形成共价键的元素不一定是非金属元素C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′D．CO2和SO2都是直线形分子解析：由分子构成的物质中不一定有共价键，如He；AlCl3中Al与Cl间以共价键结合，但Al为金属元素；P4为正四面体结构，键角为60°；CO2分子的中心原子无孤电子对，为直线结构，而SO2分子的中心原子有孤电子对，为V形结构。答案：B2．若分子ABn的中心原子上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是()A．若n＝2，则分子的立体结构为V形B．若n＝3，则分子的立体结构为三角锥形C．若n＝4，则分子的立体结构为正四面体形D．以上说法都不正确解析：若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据价层电子对互斥理论，当n＝2时，分子结构为直线形；当n＝3时，分子结构为平面三角形；当n＝4时，分子结构为正四面体形。答案：C3．下列分子的立体构型为平面正三角形的是()A．PCl3B．BCl3C．NH3D．CH2O解析：PCl3、NH3中的中心原子——P、N原子各有1对孤电子对，跟周围的三个σ键相互排斥，形成四面体结构，所以这两个分子都为三角锥形；CH2O的立体构型虽为平面三角形，但不是正三角形。答案：B4．下列分子或离子中不能与质子结合的是()A．F－B．H2OC．NH＋4D．NH3解析：要结合质子必须得有孤电子对，中只有无孤电子对，故其不能与质子结合。答案：C5．已知A、B、C、D、E代表五种元素。A元素的三价离子3d能级处于半充满；B元素原子的最外层电子数是内层电子总数的2倍；C的原子轨道中有2个未成对的电子，且与B可形成两种常见的气体；D的原子序数小于A，D与C可形成DC2和DC3两种分子，且DC2是极性分子，DC3是非极性分子；E是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素。试回答下列问题：(1)写出A元素基态原子的电子排布式：______________。(2)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序为______________(写元素符号)。(3)E与C以1∶1形成的物质的电子式为____________________。(4)用VSEPR理论判断DC3分子的空间立体结构为________。(5)元素周期表中第一电离能最大的元素是________(填元素符号)。解析：由已知可推知，A：Fe，B：C，C：O，D：S，E：Na。(1)A元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)B、C、D分别对应的是C、O、S，它们的电负性由大到小的顺序为OSC。(3)E与C以1∶1形成的物质是Na2O2。(5)在元素周期表中第一电离能最大的元素是He。答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)OSC(3)Na＋[··O······O······]2－Na＋(4)正三角形(5)He