2.2.2分子的空间结构（价层电子对互斥模型） 课件 (共27张PPT) 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共27张PPT)
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的空间结构
第二课时 价层电子对互斥模型
01
学习目标
CONTENT
价层电子对互斥模型
02
σ键电子对数
03
中心原子上的孤电子对数
CO2 直线形 180°
H2O V形 105°
CH2O 平面三角形 约120°
NH3 三角锥形 107°
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？
【思考与讨论】
写出分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分析结构不同的原因。
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
化学式 电子式 分子的空间结构模型
【思考与讨论】
化学式 电子式 分子的空间结构模型
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
成键电子对
结论
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。
【思考与讨论】
孤电子对
价层电子对互斥模型认为,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。
价层电子对互斥理论的内容
价层电子对互斥(VSEPR models)模型
分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对,多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对。
对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。
价层电子对互斥(VSEPR models)模型
一般上，我们把中心原子A视为球心，各价层电子对视为以A为球心的一个球面上的若干点，球面上各点相距最远的结构可简单理解为价层电子对最稳定的空间结构。
不同价层电子对数相应的VSEPR模型
2 3 4 5 6
不同价层电子对数相应的VSEPR模型
2
直线形
3
平面三角形
4
三角锥
6
三角双锥
5
正八面体
预测分子的空间构型
价层电子对互斥(VSEPR models)模型
中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。
若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构
如何计算价层电子对数
价层电子对互斥(VSEPR models)模型
ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。
分子 中心原子 共价键 键数 键电子对数
H2O O O－H 2
NH3 N N－H 3
SO3 S S=O 2
2
3
2
σ键电子对可从化学式来确定
根据电子式直接确定
公式计算中心原子上的孤电子对数＝ (a-xb)
CH4
×(4-4×1)＝0
NH3
×(5-3×1)＝1
H2O
×(6-2×1)＝2
2
1
2
1
2
1
2
1
中心原子上的孤电子对数
1、a为中心原子的价电子数（对于主族元素等于原子的最外层电子数）；
2、x为与中心原子结合的原子数；
3、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 为“8减去该原子的价电子数”，氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1
中心原子上的孤电子对数
公式计算中心原子上的孤电子对数＝ (a-xb)
2
1
对主族元素，a=最外层电子数；
对于阳离子，a=价电子数-离子电荷数；
对于阴离子，a=价电子数+|离子电荷数|。
公式计算中心原子上的孤电子对数＝ (a-xb)
2
1
中心原子上的孤电子对数
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对排布 模型 立体结构 实 例
2
3
平面
三角形
2
直线形
AB3
2
平面三角形
V形
SO2
直线形
VSEPR模型应用——预测分子立体构型
0
AB2
CO2
BF3
3
0
1
AB2
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对排布 模型 立体结构 实 例
4
正四面体
4
CH4
NH3
V形
VSEPR模型应用——预测分子立体构型
AB4
0
正四面体
3
1
AB3
三角锥形
2
2
AB2
H2O
得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，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。再讨论空间构型时应略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。
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。
随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。
点拨
H2O、NH3的键角分别是105°、107°，请解释原因。
H2O、NH3的价层电子对均为4，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°。
【思考与讨论】
【课堂练习】
2、分析下表中分子或离子的孤电子对数
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
SO2
NH4+
CO32-
CO2
SO42-
S
N
C
C
S
0
1
4
5-1=4
1
2
2
6
4+2=6
4
6+2=8
3
2
4
2
0
0
2
2
0
= （a-xb)
中心原子上的孤电子对数
计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数
代表物 电子式 中心原子结合的原子数 σ键 电子对数 孤电子数 价层电子对数
H2O
NH3
CO2
CH4
:
:
:
H O H
:
:
:
:
H N H
:
H
:
:
:
H C H
:
H
H
O C O
::
::
:
:
:
:
2
3
4
2
2
2
4
3
1
4
4
0
4
2
0
2
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模型
略去孤电子对
分子的立体构型
课堂小结
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”)
(1)CH2Cl2分子只有一种，可说明CH4的空间结构为正四面体形。( )
(2)分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的。( )
(3)根据价层电子对互斥理论，H3O＋的立体构型为平面正三角形。( )
(4)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。( )
√
×
×
×
【课后练习】
【课堂练习】
2、下列分子中,空间结构不是直线形的是(　　)
A.CO B.H2O C.CO2 D.C2H2
B
3、下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电
子对最多的是(　　)
A．H2O B．HCl　　C．NH4＋　　D．PCl3
A
4.运用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。
(1)BeCl2　　 　　　　　;
(2)SCl2　　　 ;
(3) SO32-　　　 ;
(4)PF3　　 　。
直线形
V形
三角锥形
三角锥形
【课堂练习】