第二章第二节分子的空间结构第二课时 课件 (共27张PPT) 高中化学 人教版（2019） 选择性必修2
文档属性
| 名称 | 第二章第二节分子的空间结构第二课时 课件 (共27张PPT) 高中化学 人教版（2019） 选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-26 09:45:05 | ||
图片预览
文档简介
(共27张PPT)
第二节 分子的空间结构
第二章 分子结构与性质
第2课时 价层电子对互斥模型
学习目标
1、理解价层电子对互斥理论的含义。
2、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。
情 景 引 入
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间构型却不同
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同
为什么？
CO2
H2O
HCHO
NH3
化学式 电子式 分子空间结构模型 成键特点
CO2
H2O
CH2O
NH3
中心原子C最外层电子全部与2个O成双键
中心原子O最外层电子两个与O成键，有2个孤电子对
中心原子C最外层电子2个与O成双键，2个与H键成单键
中心原子N最外层电子3个与H成单键，1对孤电子对
中心原子：对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，
n值为中心原子结合的原子数。
孤电子对：未用于形成共价键的电子对。
结 论：
成键电子对和孤电子对会影响分子的空间结构。
1.内容：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。
分子的
空间结构
中心原子
“价层电子对”
相互排斥
σ 键电子对
未成键孤电子对(孤电子对)
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。
三、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子价层电子对由于排斥作用，趋于尽可能彼此远离而减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构，分子体系能量最低。
【模型探究】
直线形
平面三角形
正四面体形
2对
3对
4对
价层电子对数：2
价层电子对数：3
价层电子对数：4
价层电子对数：5
价层电子对数：6
直线形
平面三角形
正四面体形
三角双锥形
八面体形
2．价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)
(1)价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数
分子 中心原子 共价键 σ 键数 σ键电子对数
H2O O O－H 2
NH3 N N－H 3
SO2 S S－O 2
S S－O 4
2
3
2
(2)σ键电子对数的计算
4
3．价层电子对数的计算
(3)中心原子上的孤电子对数的计算
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
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
对主族元素：a＝
对于阳离子：a＝
对于阴离子：a＝
价电子数－电荷数
最外层电子数
价电子数＋电荷数（绝对值）
b： H为1，
其他原子=
8﹣该原子的价电子数
中心原子的价电子数
课堂练习1：填写下表：
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
SO2 ___ ___ ___ ___ ___
NH3 ___ ___ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
S
6
2
2
1
N
5
3
1
1
N
5－1＝4
4
1
0
N
5＋1＝6
3
2
0
C
4＋2＝6
3
2
0
课堂练习2：
价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数
化学式 价层电子对数 σ 键数 孤电子对数
H2O
SO3
NH3
CO2
PCl3
CH4
SO2
化学式 价层电子对数 σ 键数 孤电子对数
HCN
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
NH4+
SO42－
4 2 2
3 3 0
4 3 1
2 2 0
4 3 1
4 4 0
3 2 1
2 2 0
4 2 2
3 3 0
4 3 1
4 4 0
4 4 0
4 4 0
1.分子的空间结构与VSEPR模型一定完全相同。( )
2.分子的空间结构不考虑孤电子对,但受孤电子对影响。( )
3.VSEPR模型是“价层电子对”间相互排斥,最终达到平衡的结果。( )
4.可利用VSEPR模型预测分子的空间结构。( )
5.VSEPR模型认为分子内的σ键决定分子结构,π键与结构无关,因此计算成键电子对数时,只考虑σ键电子对数,不考虑π键电子对数。( )
6.用VSEPR模型能预测各种分子的空间结构。( )
×
√
√
√
√
×
课堂练习3：
价层电子对互斥模型
略去孤电子
分子（或离子）的空间结构
价层电子对数
VSEPR模型与分子的空间结构一致。
中心原子有孤电子对的分子：
中心原子无孤电子对的分子：
先判断VSEPR模型，后略去孤电子对，得到分子的空间结构。VSEPR模型与分子的空间结构不一致。
5.预测分子或离子空间结构
σ键电子对数
中心原子上的
孤电子对数
+
分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 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
CH4
2
3
4
0
0
0
直线形
平面三角形
正四面体形
直线形
平面三角形
正四面体形
（1）中心原子无孤电子对的分子或离子
（2）中心原子有孤电子对的分子
分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 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
NH3
H2O
SO2
2
2
2
1
1
3
四面体形
V形
V形
四面体形
平面三角形
三角锥形
特别提醒 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。
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 球棍模型 立体结构
实 例
2
3
平面
三角
形
2 0 AB2
直线形 CO2
3 0 AB3
2 1 AB2
平面三角形 BF3
V形 SO2
小结:
直线形
价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 球棍模型 分子构型
实 例
4
正
四
面
体
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
正四面体 CH4
三角锥形 NH3
V形 H2O
思考与讨论
2.为什么NH3和H2O的键角比CH4的小呢？
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
109°28′
107°
105°
价层电子对间的斥力大小关系：
1.价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致吗？什么时候一致？
提示 不一定一致，中心原子上有孤电子对时，二者结构不一致；当中心原子上无孤电子对时，二者结构一致。
归纳总结
几种常见分子的空间结构
(1)常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。
(2)常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等。
(3)常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。
(4)常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等。
(5)常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等;是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
分子或离子 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 空间结构
HCN
NO2－
NH2－
NO3-
H3O+
SiCl4
CHCl3
NH4+
PO43-
0
1
2
0
1
0
0
0
2
3
4
3
4
4
4
4
直线形
V 形
V 形
平面三角形
三角锥形
四面体
正四面体
正四面体
0
4
正四面体
2
2
2
3
3
4
4
4
4
直线形
平面三角形
四面体
正四面体
正四面体
正四面体
平面三角形
四面体
四面体
课堂练习3：预测下列微粒的空间结构。
AB2型分子：直线形或V形
知 识 小 结
价层电子对
互斥模型
价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型
的应用——预测分子（或离子）空间结构
价层电子对数为=σ键电子对数＋孤电子对数
价层电子对相互排斥，趋于尽可能远离而减小斥力
价层电子对数为2时：直线形
价层电子对数为3时：平面三角形、V形
价层电子对数为4时：四面体形、三角锥形、V形
价层电子对数为5时：常见三角双锥形
价层电子对数为6时：正八面体形
分子尽可能采取
对称的空间结构
步骤：价层电子对数→ VSEPR模型→空间结构
AB3型分子：平面三角形或三角锥形
AB4型分子：常见四面体形
分子（或离子）
空间结构
课堂练习4：下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（ ）
A.价层电子对就是σ键电子对
B.孤电子对数由分子式来确定
C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果
D.孤电子对数等于π键数
C
课堂练习5：下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是 ( )
A.H2O B.BeCl2 C.CH4 D.PCl3
D
课堂练习6：多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到电子或失去电子导致的，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的是（ ）
A.NO2-和NH2- B.H3O+和ClO3- C.NO3-和CH3- D.PO43-和SO42-
A
课堂练习7：下列有关描述正确的是 ( )
A. N为V形分子
B. Cl的空间结构为平面三角形
C. N的VSEPR模型、空间结构均为平面三角形
D. Cl的VSEPR模型、空间结构相同
C
课堂练习8：用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
C
课堂练习9：运用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间结构。
(1) BeCl2 ; (2) SCl2 ;
SO32-___________; (4) PF3 ;
(5) H2Se ; (6) BBr3____________;
(7) CHCl3 ; (8) SiF4____________。
直线形
V形
三角锥形
三角锥形
V形
平面三角形
四面体形
正四面体形
短周期主族元素A、B可形成AB3分子,下列有关叙述正确的是( )
A.若A、B为同一周期元素,则AB3分子一定为平面正三角形
B.若AB3分子中的价电子个数为24个,则AB3分子可能为平面正三角形
C.若A、B为同一主族元素,则AB3分子一定为三角锥形
D.若AB3分子为三角锥形,则AB3分子一定为NH3
B
课堂练习10：
第二节 分子的空间结构
第二章 分子结构与性质
第2课时 价层电子对互斥模型
学习目标
1、理解价层电子对互斥理论的含义。
2、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。
情 景 引 入
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间构型却不同
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同
为什么？
CO2
H2O
HCHO
NH3
化学式 电子式 分子空间结构模型 成键特点
CO2
H2O
CH2O
NH3
中心原子C最外层电子全部与2个O成双键
中心原子O最外层电子两个与O成键，有2个孤电子对
中心原子C最外层电子2个与O成双键，2个与H键成单键
中心原子N最外层电子3个与H成单键，1对孤电子对
中心原子：对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，
n值为中心原子结合的原子数。
孤电子对：未用于形成共价键的电子对。
结 论：
成键电子对和孤电子对会影响分子的空间结构。
1.内容：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。
分子的
空间结构
中心原子
“价层电子对”
相互排斥
σ 键电子对
未成键孤电子对(孤电子对)
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。
三、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子价层电子对由于排斥作用，趋于尽可能彼此远离而减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构，分子体系能量最低。
【模型探究】
直线形
平面三角形
正四面体形
2对
3对
4对
价层电子对数：2
价层电子对数：3
价层电子对数：4
价层电子对数：5
价层电子对数：6
直线形
平面三角形
正四面体形
三角双锥形
八面体形
2．价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)
(1)价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数
分子 中心原子 共价键 σ 键数 σ键电子对数
H2O O O－H 2
NH3 N N－H 3
SO2 S S－O 2
S S－O 4
2
3
2
(2)σ键电子对数的计算
4
3．价层电子对数的计算
(3)中心原子上的孤电子对数的计算
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
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
对主族元素：a＝
对于阳离子：a＝
对于阴离子：a＝
价电子数－电荷数
最外层电子数
价电子数＋电荷数（绝对值）
b： H为1，
其他原子=
8﹣该原子的价电子数
中心原子的价电子数
课堂练习1：填写下表：
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
SO2 ___ ___ ___ ___ ___
NH3 ___ ___ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
S
6
2
2
1
N
5
3
1
1
N
5－1＝4
4
1
0
N
5＋1＝6
3
2
0
C
4＋2＝6
3
2
0
课堂练习2：
价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数
化学式 价层电子对数 σ 键数 孤电子对数
H2O
SO3
NH3
CO2
PCl3
CH4
SO2
化学式 价层电子对数 σ 键数 孤电子对数
HCN
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
NH4+
SO42－
4 2 2
3 3 0
4 3 1
2 2 0
4 3 1
4 4 0
3 2 1
2 2 0
4 2 2
3 3 0
4 3 1
4 4 0
4 4 0
4 4 0
1.分子的空间结构与VSEPR模型一定完全相同。( )
2.分子的空间结构不考虑孤电子对,但受孤电子对影响。( )
3.VSEPR模型是“价层电子对”间相互排斥,最终达到平衡的结果。( )
4.可利用VSEPR模型预测分子的空间结构。( )
5.VSEPR模型认为分子内的σ键决定分子结构,π键与结构无关,因此计算成键电子对数时,只考虑σ键电子对数,不考虑π键电子对数。( )
6.用VSEPR模型能预测各种分子的空间结构。( )
×
√
√
√
√
×
课堂练习3：
价层电子对互斥模型
略去孤电子
分子（或离子）的空间结构
价层电子对数
VSEPR模型与分子的空间结构一致。
中心原子有孤电子对的分子：
中心原子无孤电子对的分子：
先判断VSEPR模型，后略去孤电子对，得到分子的空间结构。VSEPR模型与分子的空间结构不一致。
5.预测分子或离子空间结构
σ键电子对数
中心原子上的
孤电子对数
+
分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 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
CH4
2
3
4
0
0
0
直线形
平面三角形
正四面体形
直线形
平面三角形
正四面体形
（1）中心原子无孤电子对的分子或离子
（2）中心原子有孤电子对的分子
分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 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
NH3
H2O
SO2
2
2
2
1
1
3
四面体形
V形
V形
四面体形
平面三角形
三角锥形
特别提醒 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。
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 球棍模型 立体结构
实 例
2
3
平面
三角
形
2 0 AB2
直线形 CO2
3 0 AB3
2 1 AB2
平面三角形 BF3
V形 SO2
小结:
直线形
价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 球棍模型 分子构型
实 例
4
正
四
面
体
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
正四面体 CH4
三角锥形 NH3
V形 H2O
思考与讨论
2.为什么NH3和H2O的键角比CH4的小呢？
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
109°28′
107°
105°
价层电子对间的斥力大小关系：
1.价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致吗？什么时候一致？
提示 不一定一致，中心原子上有孤电子对时，二者结构不一致；当中心原子上无孤电子对时，二者结构一致。
归纳总结
几种常见分子的空间结构
(1)常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。
(2)常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等。
(3)常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。
(4)常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等。
(5)常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等;是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
分子或离子 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 空间结构
HCN
NO2－
NH2－
NO3-
H3O+
SiCl4
CHCl3
NH4+
PO43-
0
1
2
0
1
0
0
0
2
3
4
3
4
4
4
4
直线形
V 形
V 形
平面三角形
三角锥形
四面体
正四面体
正四面体
0
4
正四面体
2
2
2
3
3
4
4
4
4
直线形
平面三角形
四面体
正四面体
正四面体
正四面体
平面三角形
四面体
四面体
课堂练习3：预测下列微粒的空间结构。
AB2型分子：直线形或V形
知 识 小 结
价层电子对
互斥模型
价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型
的应用——预测分子（或离子）空间结构
价层电子对数为=σ键电子对数＋孤电子对数
价层电子对相互排斥，趋于尽可能远离而减小斥力
价层电子对数为2时：直线形
价层电子对数为3时：平面三角形、V形
价层电子对数为4时：四面体形、三角锥形、V形
价层电子对数为5时：常见三角双锥形
价层电子对数为6时：正八面体形
分子尽可能采取
对称的空间结构
步骤：价层电子对数→ VSEPR模型→空间结构
AB3型分子：平面三角形或三角锥形
AB4型分子：常见四面体形
分子（或离子）
空间结构
课堂练习4：下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（ ）
A.价层电子对就是σ键电子对
B.孤电子对数由分子式来确定
C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果
D.孤电子对数等于π键数
C
课堂练习5：下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是 ( )
A.H2O B.BeCl2 C.CH4 D.PCl3
D
课堂练习6：多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到电子或失去电子导致的，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的是（ ）
A.NO2-和NH2- B.H3O+和ClO3- C.NO3-和CH3- D.PO43-和SO42-
A
课堂练习7：下列有关描述正确的是 ( )
A. N为V形分子
B. Cl的空间结构为平面三角形
C. N的VSEPR模型、空间结构均为平面三角形
D. Cl的VSEPR模型、空间结构相同
C
课堂练习8：用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
C
课堂练习9：运用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间结构。
(1) BeCl2 ; (2) SCl2 ;
SO32-___________; (4) PF3 ;
(5) H2Se ; (6) BBr3____________;
(7) CHCl3 ; (8) SiF4____________。
直线形
V形
三角锥形
三角锥形
V形
平面三角形
四面体形
正四面体形
短周期主族元素A、B可形成AB3分子,下列有关叙述正确的是( )
A.若A、B为同一周期元素,则AB3分子一定为平面正三角形
B.若AB3分子中的价电子个数为24个,则AB3分子可能为平面正三角形
C.若A、B为同一主族元素,则AB3分子一定为三角锥形
D.若AB3分子为三角锥形,则AB3分子一定为NH3
B
课堂练习10：