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1、第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论探究探究 价价层电子子对互斥理互斥理论研研读教材教材自主自主认知知一、形形色色的分子一、形形色色的分子1.1.三原子分子三原子分子: :其立体构型有其立体构型有_形和形和_形两种形两种。例如。例如, ,化学式化学式电子式子式结构式构式键角角分子的立分子的立体体结构模型构模型立体立体构型构型COCO2 2O OC CO O_H H2 2O O_180180105105直直线形形V V形形直直线V V2.2.四原子分子四原子分子: :大多数采取大多数采取_形和形和_形两种立体构型形两种立体构型。例如例如, ,化学化学式式电子式子式结构式构式键角角分子的
2、立分子的立体体结构模型构模型立体立体构型构型CHCH2 2O O_NHNH3 3_120120107107平面平面三角形三角形三角三角锥形形平面三角平面三角三角三角锥3.3.五原子分子五原子分子: :其可能的立其可能的立体体构型更多构型更多, ,最常最常见的是的是_形。例如形。例如, ,化学式化学式电子式子式结构式构式键角角分子的立体分子的立体结构模型构模型立体立体构型构型CHCH4 4_CClCCl4 4_1092810928 1092810928 正四面正四面体形体形正四面正四面体形体形正四面体正四面体二、价二、价层电子子对互斥理互斥理论1.1.价价层电子子对互斥理互斥理论: :分子中的价
3、分子中的价层电子子对( (包括包括_和和_)_)由于由于_作用作用, ,而而趋向尽可能彼此向尽可能彼此远离以减小离以减小_,_,分子尽可能采取分子尽可能采取_的空的空间构型。构型。2.2.价价层电子子对的确定方法的确定方法: :键电子子对中心原子上的孤中心原子上的孤电子子对相互排斥相互排斥斥力斥力对称称计算方法算方法a ax xb b分子分子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结合的原子合的原子数数与中心原子与中心原子结合合的原子最多能接的原子最多能接受的受的电子数子数阳离阳离子子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结合的原子合的原子数数与中心原子与中心原子结合合的原子最多能接的原
4、子最多能接受的受的电子数子数阴离阴离子子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结合的原子合的原子数数与中心原子与中心原子结合合的原子最多能接的原子最多能接受的受的电子数子数价价电子数子数价价电子子数减去离子的数减去离子的电荷数荷数价价电子数子数加上离子的加上离子的电荷数荷数3.3.价价层电子子对互斥模型的两种互斥模型的两种类型型: :(1)(1)当中心原子无孤当中心原子无孤电子子对时, ,两者的构型一致。两者的构型一致。分子或离子分子或离子COCO2 2CHCH4 4中心原子上的孤中心原子上的孤电子子对数数0 00 00 0分子或离子的价分子或离子的价层电子子对数数_VSEPRVSEPR模
5、型模型VSEPRVSEPR模型名称模型名称_2 23 34 4直直线形形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形分子或离子分子或离子COCO2 2CHCH4 4分子或离子的立分子或离子的立体构型体构型分子或离子的立分子或离子的立体构型名称体构型名称_直直线形形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形(2)(2)当中心原子有孤当中心原子有孤电子子对时, ,两者的构型不一致。两者的构型不一致。分子分子H H2 2O ONHNH3 3中心原子上的孤中心原子上的孤电子子对数数_分子的价分子的价层电子子对数数_VSEPRVSEPR模型模型VSEPRVSEPR模型名称模型名称_分子的立体构型分子的立体构型
6、分子的立体构型名称分子的立体构型名称_2 21 14 44 4四面体形四面体形四面体形四面体形V V形形三角三角锥形形合作探究合作探究核心核心归纳1.1.已知已知H H2 2O O2 2和和P P4 4的的结构如下构如下: :H H2 2O O2 2P P4 4根据二者的根据二者的结构构, ,回答下列回答下列问题: :(1)(1)四原子分子都四原子分子都为平面三角形或三角平面三角形或三角锥形形吗? ?提示提示: :不是。如不是。如H H2 2O O2 2和和P P4 4都是四原子分子都是四原子分子, ,但是但是H H2 2O O2 2的分子构型是一个二的分子构型是一个二面角构型面角构型,P,P
7、4 4为正四面体形。为正四面体形。(2)(2)空空间构型相同的分子构型相同的分子, ,其其键角完全相同角完全相同吗? ?提示提示: :不一定。如不一定。如P P4 4和和CHCH4 4都是正四面体形都是正四面体形, ,但是但是P P4 4的键角为的键角为60,CH60,CH4 4的的键角为键角为1092810928。2.2.试结合价合价层电子子对数的数的计算公式算公式, ,探究探究以下以下问题: :(1)(1)如何如何计算算SOSO2 2的成的成键电子子对数、孤数、孤电子子对数、价数、价层电子子对数数? ?提示提示: :SOSO2 2分子中的中心原子是分子中的中心原子是S,S,成键电子对数为成
8、键电子对数为2;2;孤电子对数孤电子对数= (a-xb)= (6-22)=1;= (a-xb)= (6-22)=1;价层电子对数价层电子对数=2+1=3=2+1=3。(2)(2)请分析分析计算算 和和 的成的成键电子子对数、孤数、孤电子子对数、价数、价层电子子对数与数与计算算SOSO2 2的有什么区的有什么区别。提示提示: :它们在计算中心原子的价电子数时不同它们在计算中心原子的价电子数时不同, , 中的氮原子外层有中的氮原子外层有5 5个电子个电子, ,而计算而计算a a时却为时却为(5-1),(5-1),说明阳离子在计算说明阳离子在计算a a时为中心原子的时为中心原子的价电子数减去阳离子所
9、带电荷数价电子数减去阳离子所带电荷数; ; 中中C C的价电子数为的价电子数为4,4,而计算而计算a a时时却为却为(4+2),(4+2),说明阴离子在计算说明阴离子在计算a a时为中心原子价电子数加上阴离子所时为中心原子价电子数加上阴离子所带的电荷数带的电荷数( (绝对值绝对值) )。(3)(3)根据价根据价层电子子对互斥理互斥理论, ,判断判断 的的VSEPRVSEPR模型和模型和 的立体的立体构型。构型。提示提示: : 中心氮原子上的孤电子对数为中心氮原子上的孤电子对数为 (a-xb), (a-xb),其中其中a=5-1=4,a=5-1=4,x=4,b=1,x=4,b=1,所以所以 (a
10、-xb)=0, (a-xb)=0,即即 的孤电子对数为的孤电子对数为0;0;其中其中键数键数为为4,4,所以所以 的的VSEPRVSEPR模型与立体构型均为正四面体形。模型与立体构型均为正四面体形。3.3.五原子分子都是正四面体五原子分子都是正四面体结构构吗? ?提示提示: :不是不是, ,如如CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3等等, ,虽为四面体结构虽为四面体结构, ,但由于碳原子但由于碳原子所连的四个原子不相同所连的四个原子不相同, ,四个原子电子云的排斥力不同四个原子电子云的排斥力不同, ,使四个键的键使四个键的键角不全相等角不全相等, ,所以并
11、不是正四面体结构。所以并不是正四面体结构。4.4.一个分子的一个分子的VSEPRVSEPR模型与分子的真模型与分子的真实空空间构型一致构型一致吗? ?提示提示: :不一定一致。只有孤电子对数为不一定一致。只有孤电子对数为0 0时时, ,分子的立体构型与分子的立体构型与VSEPRVSEPR模模型才一致。型才一致。【归纳总结】用价用价层电子子对互斥理互斥理论推断粒子空推断粒子空间构型的步构型的步骤利用利用VSEPRVSEPR理理论预测分子立体构型的思路分子立体构型的思路为:键电子子对数数+ +孤孤电子子对数数= =价价层电子子对数数 VSEPR VSEPR模型模型 分子分子( (或离子或离子) )
12、的立的立体构型。体构型。(1)(1)确定中心原子的价确定中心原子的价层电子子对数数: :正确确定正确确定键数和数和a a、x x、b b的的值是是计算价算价层电子子对的关的关键, ,也是判断也是判断预测VSEPRVSEPR模型和立体构型的关模型和立体构型的关键。(2)(2)确定价确定价层电子子对的空的空间构型构型: :由于价由于价层电子子对之之间的相互排斥作用的相互排斥作用, ,它它们趋向于尽可能相互向于尽可能相互远离。价离。价层电子子对的空的空间构型与价构型与价层电子子对数数目的关系目的关系: : 价价层电子子对数目数目2 23 34 45 56 6价价层电子子对构型构型直直线形形三角形三角
13、形四面体四面体三角三角双双锥八面体八面体(3)(3)分子空分子空间构型确定构型确定: :根据分子中成根据分子中成键电子子对数和孤数和孤电子子对数数, ,可以确可以确定相定相应的的较稳定的分子几何构型。如表定的分子几何构型。如表: :分子分子类型型中心原子中心原子空空间构型构型ABAB2 2有孤有孤电子子对V V形形无孤无孤电子子对直直线形形ABAB3 3有孤有孤电子子对三角三角锥形形无孤无孤电子子对平面三角形平面三角形ABAB4 4无孤无孤电子子对四面体形四面体形过关小关小练即即时应用用1.1.用价用价层电子子对互斥模型推互斥模型推测下列分子或离子的空下列分子或离子的空间构型构型: :BeCl
14、BeCl2 2: :,SCl,SCl2 2: :, ,BFBF3 3: :,PF,PF3 3: :, , : :, :, :。【解题指南】【解题指南】解答本题需注意以下解答本题需注意以下3 3点点: :(1)(1)先确定每个结构中成键电子对数及孤电子对数。先确定每个结构中成键电子对数及孤电子对数。(2)(2)再根据再根据VSEPRVSEPR模型判断分子或离子的立体构型。模型判断分子或离子的立体构型。(3)(3)注意孤电子对对分子构型的影响。注意孤电子对对分子构型的影响。【解析】【解析】根据各分子的电子式和结构式根据各分子的电子式和结构式, ,分析中心原子的孤电子对数分析中心原子的孤电子对数,
15、,依据中心原子连接的原子数和孤电子对数依据中心原子连接的原子数和孤电子对数, ,确定确定VSEPRVSEPR模型和分子的空模型和分子的空间构型。具体如下间构型。具体如下: :分子分子或离或离子子中心中心原子原子孤电孤电子对子对数数分子或分子或离子的离子的价层电价层电子对数子对数VSEPRVSEPR模型模型空间空间构型构型结构式结构式BeClBeCl2 20 02 2直线形直线形直线形直线形ClBeClClBeClSClSCl2 22 24 4四面体四面体V V形形BFBF3 30 03 3平面三平面三角形角形平面三平面三角形角形PFPF3 31 14 4四面体四面体三角三角锥形锥形分子分子或离
16、或离子子中心中心原子原子孤电孤电子对子对数数分子或分子或离子的离子的价层电价层电子对数子对数VSEPRVSEPR模型模型空间空间构型构型结构式结构式0 04 4正四正四面体面体正四面正四面体形体形1 14 4四面体四面体三角三角锥形锥形答案答案: :直线形直线形V V形平面三角形三角锥形正四面体形三角形平面三角形三角锥形正四面体形三角锥形锥形2.2.若若ABABn n分子的中心原子分子的中心原子A A上没有未用于形成共价上没有未用于形成共价键的孤的孤电子子对, ,根据价根据价层电子子对互斥理互斥理论, ,下列下列说法正确的是法正确的是( () )A.A.若若n=2,n=2,则分子的立体构型分子
17、的立体构型为V V形形B.B.若若n=3,n=3,则分子的立体构型分子的立体构型为三角三角锥形形C.C.若若n=4,n=4,则分子的立体构型分子的立体构型为正四面体形正四面体形D.D.以上以上说法都不正确法都不正确【解析】【解析】选选C C。若中心原子。若中心原子A A上没有未成键的孤电子对上没有未成键的孤电子对, ,则根据斥力最则根据斥力最小的原则小的原则, ,当当n=2n=2时时, ,分子的立体构型为直线形分子的立体构型为直线形;n=3;n=3时时, ,分子的立体构型分子的立体构型为平面三角形为平面三角形; ;当当n=4n=4时时, ,分子的立体构型为正四面体形。分子的立体构型为正四面体形。【补偿训练】用价用价层电子子对互斥理互斥理论判断判断SOSO3 3的分子构型的分子构型为( () )A.A.正四面体形正四面体形 B.V B.V形形C.C.三角三角锥形形 D. D.平面三角形平面三角形【解析】【解析】选选D D。SOSO3 3中的硫原子表现中的硫原子表现+6+6价价, ,硫原子的价电子全部用于形成硫原子的价电子全部用于形成了共价键了共价键, ,硫周围有硫周围有3 3个氧原子个氧原子, ,故选故选D D。 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
