2.2.2价层电子对互斥模型课件(共34张PPT)2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共34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
观察下列分子的球棍模型，思考：
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
1.同样是三原子的分子CO2和H2O，四原子的分子CH2O和NH3，
它们的空间结构有何不同 什么原因引起的差异的呢
2.分子的空间结构可以根据分子式来预测吗 如何预测
【思考与讨论】
CO2 直线形 180°
H2O V形 105°
CH2O 平面三角形 约120°
NH3 三角锥形 107°
同为三原子分子的CO2和H2O、同为四原子分子的NH3和CH2O，
为什么它们的空间结构不同？
【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
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。
中心原子：个数少的 配原子：个数多的
孤电子对：未用于形成共价键的电子对
中心原子的价层电子对：包括成键电子对和孤电子对(孤对电子)
一、价层电子对互斥理论（VSEPR模型）的内容
分子的空间结构
中心原子
“价层电子对”
相互排斥
成键
σ 键电子对
未成键
孤电子对
空间构型
价层电子对相互排斥
决定
中心原子的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)之间由于存在排斥力，使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定。
【注意】 多重键只计其中的σ键电子对,不计π键电子对。
σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数
价层电子对互斥理论
VSEPR模型
略去孤电子对
分子或离子的空间结构
3．价层电子对互斥模型的确定空间结构的步骤
化学式 BeCl2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O
σ键 电子对
2
2
3
4
4
3
2
二、价层电子对的计算：价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
1.σ键电子对：中心原子与几个原子成键，就有几个σ键电子对
【牢记】σ键电子对数=中心原子结合的原子数
a：中心原子的价电子数
主族元素：a＝最外层电子数=主族序数
阳离子：a＝价电子数－离子所带电荷数
阴离子：a＝价电子数＋离子所带电荷数
x：中心原子结合
的原子数(配原子数)
b：与中心原子结合的原子(配原子 )最多能接受的电子数
（H为1，其他原子：b＝8－配原子的价电子数）
中心原子上的孤电子对数 =
化学式 BeCl2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O
孤电子对
0
1
0
0
0
1
2
化学式 BeCl2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O
σ键 电子对
孤电 子对
价层 电子对
2
2
3
4
4
3
2
0
1
0
0
0
1
2
2
3
3
4
4
4
4
3.计算中心原子的价层电子对数
价层电子对数=σ键电子对+孤电子对
2
4
3
5
6
直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体
3.价层电子对互斥(VSEPR)模型
价层电子对在中心原子周围按尽可能互相远离(即夹角越大越好)的位 置排布，使彼此间排斥力最小。
化学式 BeCl2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O
σ键电子对 2 2 3 4 4 3 2
孤电子对 0 1 0 0 0 1 2
价层电子对 2 3 3 4 4 4 4
VSEPR模型
分子 模型
直线
平面
三角
平面
三角
四面体
四面体
四面体
四面体
直线
V形
平面
三角
正四
面体
正四
面体
三角锥
V形
三、VSEPR 模型变为实际空间结构
略去互斥模型中心原子的孤电子对，得分子的空间结构
3．价层电子对互斥模型和分子空间结构的区别与联系
（1）区别
①价层电子对互斥构型(VSEPR模型)是价层电子对的空间构型
②分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，略去孤电子对
（2）联系：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
②当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致
【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
CH4、NH3、H2O分子的VSEPR模型均为四面体形，为何键角有差异？
【思考与讨论】
4.价层电子对之间的斥力大小顺序:
①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
②孤电子对越多，排斥力越大，键角越小
化学式 H3O+ NH2- O3 CHCl3 COCl2 PCl3
σ键 电子对
孤电 子对
价层电子对
分子空间结构
1.用VSEPR模型推测下列微粒的空间结构：
3
1
三角锥形
2
2
V形
2
1
V形
4
0
四面体形
3
0
平面
三角形
3
1
三角锥形
4
4
4
4
3
3
【课堂练习】
分子类型 中心原子 空间构型
AB2 有孤对电子 V型
无孤对电子 直线形
AB3 有孤对电子 三角锥形
无孤对电子 平面三角形
AB4 无孤对电子 四面体形
【归纳小结】
2.下列分子的VSEPR模型与分子的空间结构相同的是 （ ）
A
A. CCl4 B.SO32- C.NH3 D.H2O
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．用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，
也可推测键角大小，下列判断正确的是
A．PCl3为平面三角形 B．SO3与 为平面三角形
C．SO2键角大于120o D．BF3是三角锥形分子
解析:HCl分子属于AB型分子，没有中心原子
B
5．下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)的叙述中不正确的是
A．VSEPR 模型可用预测分子的立体构型
B．VSEPR 模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
C．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
与互相排斥
D．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越大，分子越稳定
D
课堂小结
价电子对互斥模型
σ键电子对
中心原子上的
孤电子对数
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
第二章　分子结构与性质
第二节　分子的立体构型
第3课时 杂化轨道理论
1.请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型。
2.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结
合形成CH4，而不是CH2 ？
C原子轨道排布图
1s2
2s2
2p2
H原子轨道排布图
1s1
思考
杂化轨道理论
杂化理论简介
1.概念
在形成分子时，由于原子的相互影响，原子内部能量相近的原子轨道
混杂起来，重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。
杂化后的新轨道就称为杂化轨道
3.杂化过程
基态→(激发态)→杂化→轨道重组（形成杂化轨道）
2.杂化条件：①只有在形成化学键时才能杂化。
②只有能量相近的轨道间才能杂化：2s和2p，3s和3p ......
4.杂化轨道的类型：sp、sp2、sp3、spd、sp3d .......
杂化方式由价层电子对数量决定！
价层电子对数 杂化方式 杂化轨道数目 杂化轨道空间构型
2 sp 直线形
3 sp2 平面三角形
4 sp3 正四面体形
【牢记】①杂化轨道空间构型与VSEPR模型完全相同！
②杂化轨道数＝价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数
2
3
4
4.杂化轨道的形成：
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化， 形成2个sp杂化轨道sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分，两个轨道间的夹角为180°，呈直线形。
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
180°
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化， 形成3个sp2 杂化轨道。每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形。
4.杂化轨道的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
4.杂化轨道的形成：
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化，形成4个sp3 杂化轨道，每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为109°28’，空间构型为正四面体形。
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
杂化轨道有什么特征呢？
5.杂化轨道的特征
(1)杂化前后轨道数不变。
(2)杂化过程中轨道的形状发生变化。
(3)杂化后形成的化学键更稳定。
(4)杂化后的新轨道能量、形状都相同。
(5)杂化后的轨道之间尽可能远离。
(6)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对。
6.杂化轨道类型的判断方式
1、从价层电子对数判断
2、从VSEPR 模型判断
3、从键角判断（键角 sp ：180° sp2 : 120° sp3: 109°28’
4、从化学键的类型判断（针对 C 原子）：单键sp3、双键sp2、三键sp
路易斯结构式：用短线表示共用电子对，小黑点表示未键合的孤电子对的结构式。
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模型和相应分子的空间结构是相同的。 ( )
(3)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子 ( )
√
×
×
课堂练习
2．下列分子结构与分子中共价键键角对应正确的是 ( 　)
A．直线形分子：180°　 B．平面正三角形：120°
C．三角锥形：109°28′ D．正四面体形：109°28′
B
HCl也是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角
氨分子呈三角锥形，键角为107°
白磷分子是正四面体形分子，但键角分别60°
当堂检测
1.下列分子或离子中，不含有孤对电子的是（ ）
A.H2O B.H3O+ C.NH3 D.NH4+
2. 下列粒子中，含有孤电子对的是（ ）
A．SiH4　 B．H2O　 C．CH4　 D．NH4＋
3. 下列粒子的价电子对数正确的是（ ）
A.CH4 4 B.CO2 1 C.BF3 2 D.SO3 2
A
B
D
4.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（ ）
A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
5.下列分子的立体结构，其中属于直线形分子的是（ ）
A. H2O B.CO2 C.CH4 D. SO2
6.下列分子立体结构其中属正八面体型分子的（ ）
A．H3O + B．CO32— C．PCl5 D．SF6
B
B
D
7.以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109°28′ 的是（ ）
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42-
A.①②③ B.①②④ C.①②⑤ D.①④⑤
8.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型（ ）
A.正四面体形 B.V形 C.三角锥形 D.平面三角形
当堂检测
C
D
9．(1)计算下列分子或离子中心原子的价电子对数。
① CCl4_________ ② BeCl2_______
③ BCl3_________ ④ PCl3 ________
4
2
3
4
(2)计算下列分子或离子中心原子的孤电子对数。
① H2S__________ ② PCl5________
③ BF3__________ ④ NH3_________
2
0
0
1