2.2.2价层电子对互斥模型 课件（共25张ppt）化学人教版（2019）选择性必修2

(共25张PPT)
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的空间结构
第2课时 价层电子对互斥模型
为什么CH4的空间结构是正四面体形而不是正方形？
想
想
一
4个气球绑在一起是什么空间结构？
C
H
H
H
H
··
··
··
··
中心原子C价层上有4对电子对，电子对带负电荷，彼此之间相互排斥，因此键与键之间会尽可能远离，从而达到稳定结构。
H
H
H
H
运用类比的方法，归纳价层电子对(气球)数量分别为2、3、4时，电子对在空间的排列分布形状，完成下列表格。
价层电子对数 气球空间互斥模型 电子对空间结构
2
3
4
直线形
平面三角形
四面体形
一、价层电子对互斥(VSEPR)模型
分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥的结果。
价层
电子对
互相排斥
尽可能远离
能量最低
最稳定
中心原子价层电子对数 2 3 4
VSEPR 理想模型
直线形 平面三角形 四面体形
化学式 电子式 中心原子价层电子对数 分子的空间模型
CH4
NH3
H2O
写出分子的电子式，对照球棍模型，分析结构不同的原因。
H C H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
H
H O H
·
·
·
·
·
·
·
·
H N H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
4
4
4
电子对空间结构：四面体形
孤电子对
成键电子对
NH3有1对孤电子对，H2O有2对孤电子对，孤电子对是未成键电子对，没有与其他原子形成化学键，分子的空间结构需要略去孤电子对。
二、预测分子的空间构型
中心原子价层电子对数 2 3 4
VSEPR 理想模型
中心原子
价层电子对数
判断VSEPR理想模型
直线形 平面三角形 四面体形
略去孤电子对
分子空间结构
化学式 电子式 价层电子对数 VSEPR 模型 孤电子对数 分子的空间模型
CH4
NH3
H2O
H C H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
H
H O H
·
·
·
·
·
·
·
·
H N H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
4
0
4
1
4
2
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。
如何计算中心原子的价层电子对数？
价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数
分子 中心原子 共价键 σ键数 σ键电子对数
H2O
NH3
CO2
O
O H
2
2
N
N H
3
3
C
C＝O
2
2
注：多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对。
中心原子结合的原子数
如何计算价层电子对数？
价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数
方法一：根据电子式直接确定
CH4 NH3 H2O
孤电子对数：
0
1
2
如何计算价层电子对数？
价层电子对数＝σ 键电子对数＋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：中心原子的价电子数
主族元素：
a＝最外层电子数
阳离子：
a＝中心原子的价层电子数－电荷数
阴离子：
a＝中心原子的价层电子数＋电荷数
x：与中心原子结合的原子数
b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
H＝1
其他原子＝8－该原子的价层电子数
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
CO2
SO2
CO32-
NH4+
中心原子的价电子数
与中心原子结合的原子数
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
－
×
2
＝
C
4
2
2
S
6
2
2
C
4+2
3
2
N
5－1
4
1
分子或离子
CO2
SO2
CO32-
NH4+
中心原子 a x b
C 4 2 2
S 6 2 2
C 4+2 3 2
N 5-1 4 1
中心原子上的孤电子对数
σ键电子对数 价层电子对数 VSEPR理想模型 分子结构
分子或离子 中心原子上的孤电子对数 σ键电子对数 价层电子对数 VSEPR理想模型 分子结构
CO2
SO2
CO32-
NH4+
2
2+0=2
直线形
直线形
2
2+1=3
平面三角形
V形
3
3+0=3
平面三角形
平面三角形
4
4+0=4
四面体形
四面体形
练习：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)HCN　 　　; (2)BBr3　　 　;
(3)CHCl3　　 　; (4)SiF4　 　　。
(5)H3O+　　 　; (6)NO2-　 　　。
直线形
平面三角形
四面体形
正四面体形
三角锥形
V形
[2020山东卷] Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。 SnCl4空间构型为____________。
[2019全国Ⅱ卷] 元素As和N同族，预测As的氢化物分子的立体结构为____________。
[2019江苏卷] SO42 的空间结构为________________(用文字叙述)。
正四面体形
S原子的价层电子对数：4＋1/2×(6 4×2＋2)＝4
不含孤电子对，则SO42 的空间结构为正四面体形
三角锥形
直线形
平面三角形
四面体形
平面三角形
注意：多中心原子的分子，中心原子孤电子对的计算公 式不适合。
C2H2、C2H4、C2H6、苯分子中碳原子的空间构型如何？
想
想
一
价层电子对数
VSEPR
理想模型
略去孤电子对
分子的
空间结构
σ键电子对
中心原子上的孤电子对
小结
价层电子对互斥(VSEPR)模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
小结：ABn分子空间构型的确定
中心原子A的价层电子对数 δ键电子对数 孤对电子对数 VSEPR 模型名称 分子的空间结构
2 2 0
3 3 0
2 1
直线形
直线形
BeCl2 CO2
平面三角形
平面三角形
BF3 BCl3
V形
SnBr2 PbCl2
小结：ABn分子空间构型的确定
中心原子A的价层电子对数 δ键电子对数 孤对电子对数 VSEPR 模型名称 分子的空间结构
4 4 0
3 1
2 2
四面体形
正四面体
CH4 CCl4
三角锥
NH3 PH3
V形
H2O H2S
1、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′？
解析：H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形，H2O中含有两对孤电子对，而NH3中含有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，孤电子对越多，孤电子对与成键电子对之间的斥力越大，键角越小。
流
交
与
考
思
流
交
与
考
思
2、NO2与SO2空间构型均为V形，NO2键角大于120°，SO2键角小于120°，分析原因。
解析：NO2与SO2的价层电子对均为3，VSEPR模型均为平面三角形，但NO2中孤电子是一个单电子，单电子的斥力<电子对的斥力。
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>成键电子对－单电子
3、H2O和H2S都是V形结构，但键角：H2O>H2S，分析原因。
流
交
与
考
思
电负性O大于S，中心原子电负性越大，共用电子对越靠近中心原子，共用电子对之间的排斥力越大，键角越大。
中心原子电负性越大，键角越大；周围原子电负性越大，键角越小
流
交
与
考
思
4、甲醛分子中键角：∠H—C=O >∠H—C—H，分析原因。
碳氧双键中有π键，排斥作用较强。
同一粒子中不同共价键的键角，由于斥力：双键间＞双键与单键间＞单键间，则键角大小不同。
2、(1)比较PH3和NH3的键角大小：__________
1、下列分子中键角由大到小的排列顺序是（ ）
①SO2　②NH3　③H2O　④CH4　⑤CO2
A.⑤④①②③ B.⑤①④②③
C.④①②⑤③ D.③②④①⑤
B
(2)SO2Cl2和SO2F2分子中，S与O之间以双键结合，S与Cl、S与F之间以单键结合。预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构：_________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F。
PH3四面体形
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