4.1 课时2 价层电子对互斥模型和等电子原理（23页）课件 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 4.1 课时2 价层电子对互斥模型和等电子原理（23页）课件 2024-2025学年高二化学苏教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-01 17:22:22 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
价层电子对互斥模型
和等电子原理
1.了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质，结合实例说明“等电子原理”的应用。
2．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。
为什么分子会呈现不同的空间结构？
CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么类型的杂化轨道？
180°
105°
107°
120°
NH3 空间结构：三角锥形
键角：107°18′
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-H σ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp3杂化
2s
2p
未用于形成共价键的电子对
孤电子对
H2O 空间结构：V形
键角为：104°30′
sp3杂化
2s
2p
109°28′
孤电子对
109°28′
氧原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠形成2个O-H σ键，其中2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
化学式 电子式 结构式
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
成键电子对
孤电子对
O=C=O
O
H
H
O=C
H
H
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。
分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关。
分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。
内容:分子的空间结构是中心原子的“价电子对”相互排斥的结果。
能量最低
最稳定
价电子对
互相排斥
尽可能远离
价层电子对互斥(VSEPR models)模型
价电子对的计算
ABm型分子的价电子对计算方法
对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子的价电子对数可以通过下式确定：
2
中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
n=
对于主族元素，等于原子的最外层电子数，如：C为4个，N为5个；
对于阳离子，等于价电子数-离子电荷数，如：NH4+为5-1=4个；
对于阴离子，等于价电子数+|离子电荷数|，如：PO43-为5+3=8个。
作为配位原子，卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算；
作为中心原子，卤素原子按提供7个价电子计算，氧族原子按提供6个价电子计算；
为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，H为1，
其他原子＝ 8－该原子的价电子数。 如：O为2、N为3（化合价数）
2
中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
n=
价电子对的计算
价电子对数
空间结构
2
3
4
直线形
平面三角形
正四面体形
109°28′
价电子对（n）分布的几何构型
价电子对互斥模型（VSEPR模型）的用途
预测分子或离子的空间构型
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
思考：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′？
105°
107°
109°28′
预测分子或离子的空间构型
价层中的σ成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道,且相互排斥,其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强,故偏离109.28°,变成为键角107.3°。
三角锥形
H2O
O
H
H
：
：
略去孤电子对
角形
H2O键角：104.5°
预测分子或离子的空间构型
如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价电子对之间的斥力大小顺序为：
随着孤电子对数目的增多，孤电子对对成键电子对的排斥作用增强，使得成键电子对与成键电子对之间的键角也被“压缩”而减小。
孤电子对与孤电子对之间的斥力
>
孤电子对与成键电子对之间的斥力
成键电子对与成键电子对之间的斥力
>
分子或离子 孤电子对数 价电子对数 VSEPR理想模型 VSEPR理想模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称
CO2 0
SO2 1
CO32- 0
NH4+ 0
2
3
3
4
直线形
平面
三角形
平面
三角形
正四
面体形
直线形
V形
平面
三角形
正四
面体形
二、等电子原理
1.等电子原理的内容
化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和化学键类型等结构特征。
C O
N N
原子总数 价电子数 空间 结构 键能 kJ/mol 熔点 ℃ 沸点 ℃ 溶解度
25℃
CO 2 10 直线形 1071.1 -205 -191 2.3ml
N2 2 10 直线形 946 -210 -195 1.6ml
1个σ键和2个π键
可以判断一些简单分子或原子团的空间结构。
2.应用举例
二、等电子原理
例如，SiCl4、SiO44－、SO42－的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体结构。
制造新材料：
晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体磷化铝（AlP）、砷化镓（GaAs）也都是良好的半导体材料。
价电子 对数 σ键电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 价层电子对互斥模型 分子或离 子的空间结构 实例
2 0 2 直线形 直线形 BeCl2、
CO2
根据分子中成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子空间结构
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价电子 对数 σ键 电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 价层电 子对互 斥模型 分子或离 子的空间 结构 实例
3 3 0 平面 三角形 平面三 角形 BF3、
BCl3
V形 PbCl2
2 1 ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价电子 对数 σ键 电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 价层电 子对互 斥模型 分子或离 子的空间 结构 实例
4 4 0 四面 体形 正四面 体形 CH4、
CCl4
三角 锥形 NH3
3 1 V形 H2O
2 2 ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
2、常见分子、离子立体构型
1、价层电子对互斥理论
分子(或离子) 构型，主要取决于价电子对数
= σ键个数 + 孤对电子对数
价层电子对数
价层电子对数→VSEPR模型→中心原子有无孤对电子→决定分子立体构型
3. 等电子体
原子总数、价电子总数相同的分子。
具有相似的化学键特征，许多性质相近。
1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有 形和 形，大多数四原子分子采取 形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。
2 、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+
3 、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其键角由小到大的顺序为 。
直线
V
平面三角
三角锥
③ ② ① ④
D
正四面体
4．根据等电子原理，下列分子或离子与其他选项不属于同一类的
是( )
A．PF4+ B．SiO42-
C．SO42- D．SiH4
D
价层电子对互斥模型
和等电子原理
1.了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质，结合实例说明“等电子原理”的应用。
2．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。
为什么分子会呈现不同的空间结构？
CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么类型的杂化轨道？
180°
105°
107°
120°
NH3 空间结构：三角锥形
键角：107°18′
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-H σ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp3杂化
2s
2p
未用于形成共价键的电子对
孤电子对
H2O 空间结构：V形
键角为：104°30′
sp3杂化
2s
2p
109°28′
孤电子对
109°28′
氧原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠形成2个O-H σ键，其中2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
化学式 电子式 结构式
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
成键电子对
孤电子对
O=C=O
O
H
H
O=C
H
H
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。
分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关。
分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。
内容:分子的空间结构是中心原子的“价电子对”相互排斥的结果。
能量最低
最稳定
价电子对
互相排斥
尽可能远离
价层电子对互斥(VSEPR models)模型
价电子对的计算
ABm型分子的价电子对计算方法
对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子的价电子对数可以通过下式确定：
2
中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
n=
对于主族元素，等于原子的最外层电子数，如：C为4个，N为5个；
对于阳离子，等于价电子数-离子电荷数，如：NH4+为5-1=4个；
对于阴离子，等于价电子数+|离子电荷数|，如：PO43-为5+3=8个。
作为配位原子，卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算；
作为中心原子，卤素原子按提供7个价电子计算，氧族原子按提供6个价电子计算；
为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，H为1，
其他原子＝ 8－该原子的价电子数。 如：O为2、N为3（化合价数）
2
中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
n=
价电子对的计算
价电子对数
空间结构
2
3
4
直线形
平面三角形
正四面体形
109°28′
价电子对（n）分布的几何构型
价电子对互斥模型（VSEPR模型）的用途
预测分子或离子的空间构型
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
思考：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′？
105°
107°
109°28′
预测分子或离子的空间构型
价层中的σ成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道,且相互排斥,其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强,故偏离109.28°,变成为键角107.3°。
三角锥形
H2O
O
H
H
：
：
略去孤电子对
角形
H2O键角：104.5°
预测分子或离子的空间构型
如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价电子对之间的斥力大小顺序为：
随着孤电子对数目的增多，孤电子对对成键电子对的排斥作用增强，使得成键电子对与成键电子对之间的键角也被“压缩”而减小。
孤电子对与孤电子对之间的斥力
>
孤电子对与成键电子对之间的斥力
成键电子对与成键电子对之间的斥力
>
分子或离子 孤电子对数 价电子对数 VSEPR理想模型 VSEPR理想模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称
CO2 0
SO2 1
CO32- 0
NH4+ 0
2
3
3
4
直线形
平面
三角形
平面
三角形
正四
面体形
直线形
V形
平面
三角形
正四
面体形
二、等电子原理
1.等电子原理的内容
化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和化学键类型等结构特征。
C O
N N
原子总数 价电子数 空间 结构 键能 kJ/mol 熔点 ℃ 沸点 ℃ 溶解度
25℃
CO 2 10 直线形 1071.1 -205 -191 2.3ml
N2 2 10 直线形 946 -210 -195 1.6ml
1个σ键和2个π键
可以判断一些简单分子或原子团的空间结构。
2.应用举例
二、等电子原理
例如，SiCl4、SiO44－、SO42－的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体结构。
制造新材料：
晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体磷化铝（AlP）、砷化镓（GaAs）也都是良好的半导体材料。
价电子 对数 σ键电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 价层电子对互斥模型 分子或离 子的空间结构 实例
2 0 2 直线形 直线形 BeCl2、
CO2
根据分子中成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子空间结构
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价电子 对数 σ键 电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 价层电 子对互 斥模型 分子或离 子的空间 结构 实例
3 3 0 平面 三角形 平面三 角形 BF3、
BCl3
V形 PbCl2
2 1 ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价电子 对数 σ键 电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 价层电 子对互 斥模型 分子或离 子的空间 结构 实例
4 4 0 四面 体形 正四面 体形 CH4、
CCl4
三角 锥形 NH3
3 1 V形 H2O
2 2 ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
2、常见分子、离子立体构型
1、价层电子对互斥理论
分子(或离子) 构型，主要取决于价电子对数
= σ键个数 + 孤对电子对数
价层电子对数
价层电子对数→VSEPR模型→中心原子有无孤对电子→决定分子立体构型
3. 等电子体
原子总数、价电子总数相同的分子。
具有相似的化学键特征，许多性质相近。
1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有 形和 形，大多数四原子分子采取 形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。
2 、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+
3 、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其键角由小到大的顺序为 。
直线
V
平面三角
三角锥
③ ② ① ④
D
正四面体
4．根据等电子原理，下列分子或离子与其他选项不属于同一类的
是( )
A．PF4+ B．SiO42-
C．SO42- D．SiH4
D