2.2.2价层电子对互斥理论 课件 (共42张PPT) 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共42张PPT)
1、能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构，发展学生的模型认知能力。
2
1
本节重点
应用VSEPR预测简单分子或离子的空间结构
中心原子上的孤电子对计算
本节难点
2、三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？
1、什么是分子的空间结构？
思考与讨论
直线形，键角180°
V形，键角105°
三角锥形，键角107°
平面三角形，键角120°
有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)，这种简单的理论可用来预测分子或离子的空间结构。
一、价层电子对互斥模型
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。
排斥力趋向于尽可能将价层电子对之间远离，夹角尽可能张大，这样会使排斥力尽可能小
模型探究
模拟吹气球：用不同气球数目模拟价层电子对数在空间相互排斥的结构。
2个气球
3个气球
4个气球
A
→排斥力趋向于尽可能将价电子对之间远离，夹角尽可能张大，这样会使排斥力尽可能小
？
直线形
平面三角形
正四面体形
模型探究
模拟吹气球：用不同气球数目模拟价层电子对数在空间相互排斥的结构。
109。28’
2对 价电子
直线形
3对 价电子
平面三角形
4对 价电子
四面体形
价层电子对互斥(VSEPR)模型
109°28′
→用来预测分子的空间结构
如何计算价层电子对数？
VSEPR理想模型
1.价层电子对互斥(VSEPR)理论
一、价层电子互斥模型
价层电子对
=中心原子上的σ键电子对+孤电子对。
(1) 中心原子
成键数目最多的原子，如CO2中的C，PCl3中的P
(ABn型分子)：
(2) σ键电子对：
除中心原子外，其余原子与中心原子均形成一个σ键，故 σ键电子对数=结合的原子数
②该理论不适合中心原子为过渡金属的分子。
注意：
①多重键只计算σ键电子对，不计π键电子对。
CH2O？
HClO？
C
H—O—Cl
O
即，共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个σ电子对
化学式 BeCl2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O
σ键 电子对
σ键电子对数可由分子式确定。
中心原子与几个原子成键，就有几个σ键电子对。
2
2
3
4
4
3
2
σ键电子对数
→σ键电子对数 ＝ 结合原子数
计算价层电子对数
【思考交流】
→结合的原子数
方法一：根据电子式直接确定
计算中心原子上的孤电子对数
0
1
2
孤电子对数
计算中心原子上的孤电子对数
方法二：公式计算，中心原子上的孤电子对数＝ (a-xb)
2
1
a=中心原子的价电子数
χ=中心原子结合的原子个数
b=与中心原子结合的原子最多所能接受的电子数
氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1
如：H为1，其余原子=8-最外层电子数。
（对于主族元素等于原子的最外层电子数）
氮和氮族元素中的N、P等均为3
（1）中心原子为S，故σ键电子对
【例1】计算SO2分子中σ键电子对和孤电子对数目。
（2）中心原子孤电子对 = 1/2(a-χb)
a=6
S原子孤电子对 = 1/2(a-χb)
= 1/2 ×(6-2×2)＝1
×(4-4×1)＝0
×(5-3×1)＝1
2
1
2
1
CH4
NH3
H2O
×(6-2×1)＝2
2
1
计算中心原子孤电子对
b= 8-6=2
χ=2
价层电子对数
2+1=3
＝结合原子数= 2
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
CO2
CO32-
NH4+
H3O+
SO32-
计算中心原子上的孤电子对数= 1/2(a-χb)
C
4
2
2
(4-2×2)÷2＝0
【课堂练习】
→ x和b的计算方法不变
注意：对于离子团，所带电荷数计入中心原子的价层电子中。
即： a = 中心原子价电子数—电荷数（带符号运算）
C
N
4-(-2)=6
3
2
(6-3×2)÷2＝0
5-1=4
4
1
(4-4×1)÷2＝0
O
6-1=5
3
1
(5-3×1)÷2＝1
S
3
2
(8-3×2)÷2＝1
6-(-2)=8
价电子数
结合的原子个数
结合原子最多所能接受的电子数
分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR理想模型 VSEPR理想模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称
CO2 0
CO32- 0
SO42- 0
NH4+ 0
(1)中心原子上无孤对电子
0+2＝2
0+4＝4
0+3＝3
0+4＝4
直线形
正四面体形
平面三角形
正四面体形
直线形
平面正三角形
正四面体形
正四面体形
VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。
二、价层电子互斥模型
3.利用VSEPR理论预测粒子的空间结构
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。
二、价层电子互斥模型
3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型
(2)中心原子上有孤对电子
在讨论粒子空间构型时应略去孤电子对，才是该粒子的实际空间构型。
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，
中心原子无孤电子对的分子
中心原子有孤电子对的分子
CH4
H2O
NH3
VSEPR理想模型
分子空间结构
V形
四面体型
三角锥形
4对电子
略去孤电子对
略去孤电子对
化学式 结构式 含孤电子对的VSEPR模型 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称
H2O
NH3
V形
三角锥形
二、价层电子互斥模型
3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型
(2)中心原子上有孤对电子
VSEPR理想模型去掉孤电子对后才是其分子的空间结构。
→价层电子对互斥构型(VSEPR模型)是价层电子对的空间构型，
→分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。
两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对：
①当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；如：CH4
②当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。如：NH3和H2O
化学式 结构式 含孤电子对的VSEPR模型 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称
H3O＋
SO2
三角锥形
V形
..
正四面体形
平面三角形
二、价层电子互斥模型
3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型
应用VSEPR模型预测粒子空间结构的步骤
1.计算中心原子的成键电子对数＝结合原子数
2.计算中心原子上的孤电子对数
= 1/2(a-χb)
3.价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
4.确定VSEPR理想模型
5.略去孤电子对，确定粒子的空间结构
实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？
【思考与讨论】
109°28′
排斥力较大
实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？
【思考与讨论】
109°28′
相较成键电子对，孤电子对有较大的排斥力
H2O、NH3的的孤电子对分别为2、1，分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对 ＞成键电子-成键电子，
故H2O、NH3的键角分别是105°、107°。
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。
孤电子对数目越多，键角减小。
点拨
注意：价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
价电子对互斥模型
σ键电子对
中心原子上的
孤对电子数目
价层电子对数
价层电子对
互斥模型
VSEPR理想模型
略去孤电子对
粒子的空间结构
课堂小结
中心原子无孤电子对：VSEPR理想模型就是其空间结构。
若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到粒子的空间结构
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大本35
C
大本37:1-2
D
学习效果·随堂评估自测
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