2.2 课时2 价层电子对互斥理论 课件 (共22张PPT)2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 2.2 课时2 价层电子对互斥理论 课件 (共22张PPT)2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 982.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-29 02:52:28 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
价层电子对互斥理论
1.了解价层电子对互斥理论，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间结构的思维模型。
杂化类型 sp sp2 sp3
轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np
轨道夹角 180° 120° 109°28′
杂化轨道示意图
实例 C2H2 C2H4 CH4
分子结构示意图
分子的空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形
杂化轨道理论的局限性
运用杂化轨道理论解释分子的空间几何构型或性质的时候，只有先已知分子的几何构型才能确定中心原子的杂化类型，也就是杂化轨道理论虽然能很好的解释分子的空间构型，却不能预测分子的空间构型。
在1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比和尼霍尔姆在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR。
一、价层电子对互斥理论基本要点
1.分子或离子的空间构型取决于中心原子的价层电子对数
价层电子对数=σ键个数+中心原子上的孤电子对数（不计算Π键）
(vp) (σbp) (lp)
2.价层电子对之间的斥力大小顺序：
lp-lp> lp-bp > bp-bp
90o> 120o > 180o
中心原子的价层电子对之间尽可能远离，以使斥力最小，由此决定分子空间构型。
σ键个数=与中心原子结合的原子个数
二、价层电子对互斥(VSEPR)空间模型
vp=2
vp=3
vp=4
vp=5
vp=6
直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体
sp3杂化轨道
sp2杂化轨道
sp杂化轨道
sp3d杂化轨道
sp3d2杂化轨道
观察氨气分子的电子式，你能说出中心原子的价层电子对总数的计算方法吗？
H
.
H
.
.
H
.
N
.
.
.
.
三、中心原子价层电子对总数的确定方法
以AXm为例 (A—中心原子,X—配位原子) ：
1、公式法：
VP=
中心原子的价电子总数 + 各配原子提供价层电子数 — 离子电荷
2
bp=与中心原子结合的原子个数
lp=vp-bp
原则：
①A的价电子数=主族序数；
②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子, 氧与硫不提供价电子；
③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。
例：VP( ) = (6+4×0-（-2)=4
VP( ) = (5+4×1-1)=4
lp=0
bp=4
NH4+
lp=0
bp=4
VP( ) = (5+3×1)=4
NH3
bp=3
lp=1
化学式 价层电子对数 bp lp
SO2
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
CHCl3
1
2
3
2
0
1
0
0
2
3
3
4
4
4
3
4
4
4
三、中心原子价层电子对总数的确定方法
2. 结构式法
对非过渡系元素构成的分子或离子来说，可以用其结构式中共价键的性质，来确定相关配原子向中心原子提供的价层电子数。它规定：
以单键与中心原子结合的配原子，只向中心原子提供一个价层电子；
3
1
2
2. 结构式法
对非过渡系元素构成的分子或离子来说，可以用其结构式中共价键的性质，来确定相关配原子向中心原子提供的价层电子数。它规定：
以单键与中心原子结合的配原子，只向中心原子提供一个价层电子；
以双键与中心原子结合的配原子，不向中心原子提供价层电子；
以叁键与中心原子结合的配原子，反而从中心原子移出一个价层电子；
1
2
四、价层电子对互斥理论的应用
1、运用价层电子对互斥理论预测
AXm型分子或离子的VSEPR构型和分子构型
（1）对ABm型分子，若中心原子A的价层电子对只有成键电子对（即中心原子的价电子都用于形成共价键），则价层电子对的相对位置就是分子的构型。
CH4
CO2
化学式
结构式
VSEPR模型
分子立体结构
（2）若中心原子A的价层电子对包括成键电子对和孤对电子（中心原子上有孤对电子），则价层电子对的相对位置不是分子的构型， 如：
NH3 H2O
化学式
结构式
VSEPR模型
分子立体结构
四面体形
三角锥形
V型
1、运用价层电子对互斥理论预测
AXm型分子或离子的VSEPR构型和分子构型
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 杂化 类型 电子对的排布方式 分子或离子的立体构型 实例
2 直线形 2 0 sp 直线形 CO2
BeCl2
3 平面三角形 3 0 sp2 平面三角形 BF3
BCl3
3 1 sp2 V形 PbCl2
SnBr2
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 杂化类型 电子对的 排布方式 分子或离子的立体构型 实例
4 四面体 4 0 sp3 四面体
CH4
3 1 sp3 三角锥形
NH3
2 2 sp3 V形 H2O
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 杂化类型 电子对 排布方式 分子或离子的立体构型 实例
5 三角 双锥 5 0 sp3d 三角双锥 PCl5
6 八面体 6 0 sp3d2 正八面体 SF6
2、运用价层电子对互斥理论比较分子中键角的大小
（1）中心原子杂化类型对键角大小有决定性的影响
例1：比较CH4、BF3、CO2三种分子的键角大小。
由杂化理论很容易得到如下的结果：中心原子采用sp杂化，则键角为180°，中心原子采用sp2杂化，则键角为120°，中心原子采用sp3杂化，则键角为109°28‘。
2、运用价层电子对互斥理论比较分子中键角的大小
（2）中心原子孤电子对数目对键角的影响
例2：比较CH4、NH3、H2O三种分子的键角大小。
109°28＇
107°
104.5°
分析：三种分子的中心原子都采用sp3杂化，但中心原子C上无孤电子对，中心原子N上有一对孤电子对，中心原子O上有两对孤电子对，根据孤电子对对数越多，对成键电子斥力越大，键角被压缩而变得更小。所以CH4中H—C—H键角为109°28＇, NH3中H—N—H键角为107°,而H2O中H—O—H键角为104.5°。
109°28＇
107°
104.5°
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
B
B
6.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
D
价层电子对互斥理论
1.了解价层电子对互斥理论，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间结构的思维模型。
杂化类型 sp sp2 sp3
轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np
轨道夹角 180° 120° 109°28′
杂化轨道示意图
实例 C2H2 C2H4 CH4
分子结构示意图
分子的空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形
杂化轨道理论的局限性
运用杂化轨道理论解释分子的空间几何构型或性质的时候，只有先已知分子的几何构型才能确定中心原子的杂化类型，也就是杂化轨道理论虽然能很好的解释分子的空间构型，却不能预测分子的空间构型。
在1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比和尼霍尔姆在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR。
一、价层电子对互斥理论基本要点
1.分子或离子的空间构型取决于中心原子的价层电子对数
价层电子对数=σ键个数+中心原子上的孤电子对数（不计算Π键）
(vp) (σbp) (lp)
2.价层电子对之间的斥力大小顺序：
lp-lp> lp-bp > bp-bp
90o> 120o > 180o
中心原子的价层电子对之间尽可能远离，以使斥力最小，由此决定分子空间构型。
σ键个数=与中心原子结合的原子个数
二、价层电子对互斥(VSEPR)空间模型
vp=2
vp=3
vp=4
vp=5
vp=6
直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体
sp3杂化轨道
sp2杂化轨道
sp杂化轨道
sp3d杂化轨道
sp3d2杂化轨道
观察氨气分子的电子式，你能说出中心原子的价层电子对总数的计算方法吗？
H
.
H
.
.
H
.
N
.
.
.
.
三、中心原子价层电子对总数的确定方法
以AXm为例 (A—中心原子,X—配位原子) ：
1、公式法：
VP=
中心原子的价电子总数 + 各配原子提供价层电子数 — 离子电荷
2
bp=与中心原子结合的原子个数
lp=vp-bp
原则：
①A的价电子数=主族序数；
②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子, 氧与硫不提供价电子；
③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。
例：VP( ) = (6+4×0-（-2)=4
VP( ) = (5+4×1-1)=4
lp=0
bp=4
NH4+
lp=0
bp=4
VP( ) = (5+3×1)=4
NH3
bp=3
lp=1
化学式 价层电子对数 bp lp
SO2
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
CHCl3
1
2
3
2
0
1
0
0
2
3
3
4
4
4
3
4
4
4
三、中心原子价层电子对总数的确定方法
2. 结构式法
对非过渡系元素构成的分子或离子来说，可以用其结构式中共价键的性质，来确定相关配原子向中心原子提供的价层电子数。它规定：
以单键与中心原子结合的配原子，只向中心原子提供一个价层电子；
3
1
2
2. 结构式法
对非过渡系元素构成的分子或离子来说，可以用其结构式中共价键的性质，来确定相关配原子向中心原子提供的价层电子数。它规定：
以单键与中心原子结合的配原子，只向中心原子提供一个价层电子；
以双键与中心原子结合的配原子，不向中心原子提供价层电子；
以叁键与中心原子结合的配原子，反而从中心原子移出一个价层电子；
1
2
四、价层电子对互斥理论的应用
1、运用价层电子对互斥理论预测
AXm型分子或离子的VSEPR构型和分子构型
（1）对ABm型分子，若中心原子A的价层电子对只有成键电子对（即中心原子的价电子都用于形成共价键），则价层电子对的相对位置就是分子的构型。
CH4
CO2
化学式
结构式
VSEPR模型
分子立体结构
（2）若中心原子A的价层电子对包括成键电子对和孤对电子（中心原子上有孤对电子），则价层电子对的相对位置不是分子的构型， 如：
NH3 H2O
化学式
结构式
VSEPR模型
分子立体结构
四面体形
三角锥形
V型
1、运用价层电子对互斥理论预测
AXm型分子或离子的VSEPR构型和分子构型
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 杂化 类型 电子对的排布方式 分子或离子的立体构型 实例
2 直线形 2 0 sp 直线形 CO2
BeCl2
3 平面三角形 3 0 sp2 平面三角形 BF3
BCl3
3 1 sp2 V形 PbCl2
SnBr2
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 杂化类型 电子对的 排布方式 分子或离子的立体构型 实例
4 四面体 4 0 sp3 四面体
CH4
3 1 sp3 三角锥形
NH3
2 2 sp3 V形 H2O
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 杂化类型 电子对 排布方式 分子或离子的立体构型 实例
5 三角 双锥 5 0 sp3d 三角双锥 PCl5
6 八面体 6 0 sp3d2 正八面体 SF6
2、运用价层电子对互斥理论比较分子中键角的大小
（1）中心原子杂化类型对键角大小有决定性的影响
例1：比较CH4、BF3、CO2三种分子的键角大小。
由杂化理论很容易得到如下的结果：中心原子采用sp杂化，则键角为180°，中心原子采用sp2杂化，则键角为120°，中心原子采用sp3杂化，则键角为109°28‘。
2、运用价层电子对互斥理论比较分子中键角的大小
（2）中心原子孤电子对数目对键角的影响
例2：比较CH4、NH3、H2O三种分子的键角大小。
109°28＇
107°
104.5°
分析：三种分子的中心原子都采用sp3杂化，但中心原子C上无孤电子对，中心原子N上有一对孤电子对，中心原子O上有两对孤电子对，根据孤电子对对数越多，对成键电子斥力越大，键角被压缩而变得更小。所以CH4中H—C—H键角为109°28＇, NH3中H—N—H键角为107°,而H2O中H—O—H键角为104.5°。
109°28＇
107°
104.5°
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
B
B
6.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
D