2024_2025学年高中化学第二章第二节第一课时价层电子对互斥理论学案含解析新人教版选修3.docVIP

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第一课时价层电子对互斥理论

[课标要求]

1．相识共价分子结构的多样性和困难性。

2．能依据价层电子对互斥理论推断简洁分子或离子的构型。

1．常见分子的立体构型：CO2呈直线形，H2O呈V形，HCHO呈平面三角形，NH3呈三角锥形，CH4呈正四面体形。

2．价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。中心原子形成几个σ键就有几对σ键电子对，而中心原子上的孤电子对数可由下式计算：eq\f(1,2)(a－xb)，其中a表示中心原子的价电子数，x表示与中心原子结合的原子数，b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．价层电子对为2时，VSEPR模型为直线形；价层电子对为3时，呈平面三角形；价层电子对为4时，呈四面体形，由此可推想分子的立体构型。

eq\a\vs4\al(形形色色的分子)

1．三原子分子的立体构型有直线形和V形两种

化学式

电子式

结构式

键角

立体构型

立体构型名称

CO2

O===C===O

180°

直线形

H2O

105°

V形

2．四原子分子大多数实行平面三角形和三角锥形两种立体构型

化学式

电子式

结构式

键角

立体构型

立体构型名称

CH2O

约120°

平面三角形

NH3

107°

三角锥形

3．五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四面体

化学式

电子式

结构式

键角

立体构型

立体构型名称

CH4

109°28′

正四面体形

CCl4

109°28′

正四面体形

1．下列分子的立体结构模型正确的是()

A

B

C

D

解析：选DCO2分子是直线形，A项错误；H2O分子为V形，B项错误；NH3分子为三角锥形，C项错误；CH4分子是正四面体结构，D项正确。

2．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角都接近90°，说明H2S分子的立体构型为________________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键的夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为______________；甲烷(CH4)分子中，随意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的立体构型为__________________。

解析：用键角可干脆推断分子的立体构型。三原子分子键角为180°时为直线形，小于180°时为V形。五原子分子键角约109.5℃时，立体构型为正四面体形。

答案：V形直线形正四面体形

eq\a\vs4\al(价层电子对互斥理论)

1．价层电子对互斥理论(VSEPR)

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，由于电子对的相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能实行对称的立体构型，以减小斥力。

2．价层电子对的确定方法

(1)a表示中心原子的价电子数。

对主族元素：a＝最外层电子数；

对于阳离子：a＝价电子数－离子电荷数；

对于阴离子：a＝价电子数＋|离子电荷数|。

(2)x表示与中心原子结合的原子数。

(3)b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。

3．VSEPR模型预料分子或离子的立体构型

(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子

ABn

n＝2

n＝3

n＝4

价层电子对数

__2__

__3__

__4__

电子对排布方式

立体构型名称

直线形

平面三角形

正四面体形

键角

180°

120°

109°28′

实例

CO2

BF3

CH4

(2)中心原子上有孤电子对的分子

对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子四周的空间，并相互排斥使分子呈现不同的立体构型。

化学式

含孤电子对的VSEPR模型

分子或离子的立体构型

分子或离子的立体构型名称

H2O

V形

NH3

三角锥形

HCN

直线形

H3O＋

三角锥形

SO2

V形

[特殊提示]

VSEPR模型与分子的立体构型不肯定一样，分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一样取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一样；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一样。

1．价层电子对数是2、3、4的分子或离子所对应的VSEPR模型是什么？

提示：

价层电子对数

VSEPR模型

2

直线形

3

平面三角形

4

正四面体形

2．VSEPR模型是四面体形的分子或离子其立体构型是否肯定是四面体形？

提示：不肯定，还有可能是三角锥形或V形。

σ键电子对数

孤电子对数

价层电子对数

电子对的排列方式

VSEPR模型

分子或离子的立体构型

实例

2

0

2

直线形

直线形

HgCl2、BeCl2、CO2

3

0

3

三角形

平面三角形

BF3、BC