2024高中化学第二章第二节分子的立体构型讲义含解析新人教版选修3.docVIP

PAGE

PAGE10

分子的立体构型

1．相识共价分子结构的多样性和困难性。

2．理解价层电子对互斥理论的含义。

3．能依据有关理论推断简洁分子或离子的构型。

4．了解杂化轨道理论的基本内容。

5．了解配位键的特点及协作物理论，能说明简洁协作物的成键的状况。

eq\a\vs4\al()细读教材记主干

1．CH4、CO2和NH3分子的空间构型分别为正四面体形、直线形、三角锥形。

2．五原子分子都是正四面体结构吗？为什么？

提示：不是，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，虽为四面体结构，但由于碳原子所连的四个原子不相同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构。

3．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。

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

5．杂化轨道理论是为了说明分子的立体构型提出的一种价键理论。sp杂化得到夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化得到三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道，sp3杂化得到4个夹角为109°28′的四面体形杂化轨道。

6．由一个原子单方面供应而另一个原子接受孤电子对形成的共价键为配位键，金属离子或原子与某些分子或离子，通过配位键形成配位化合物。

[新知探究]

1．三原子分子的空间构型：直线形和V形，如

化学

式

电子式

结构式

键角

分子的立体结构模型

立体

结构

比例模型

球棍模型

CO2



O===C===O

180°

直线形

H2O

105°

V形

2.四原子分子的空间构型：平面三角形和三角锥形，如

化学

式

电子式

结构式

键角

分子的立体结构模型

立体

结构

比例模型

球棍模型

CH2O

平面三角形

NH3

107°

三角锥形

3.五原子分子的空间构型：正四面体形，如

化学

式

电子式

结构式

键角

分子的立体结构模型

立体

结构

比例模型

球棍模型

CH4

109°

28′

正四面

体形

[对点演练]

1．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°28′时，立体构型为正四面体形。

答案：V形直线形正四面体形

[新知探究]

1．价层电子对互斥理论

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模型的两种类型

(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

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

[名师点拨]

分子空间构型确定

(1)若分子中没有孤电子对，VSEPR模型和分子模型一样

ABn

立体结构

范例

n＝2

直线形

CO2

n＝3

平面三角形

BF3

n＝4

正四面体形

CH4

(2)若分子中有孤电子对，VSEPR模型和分子模型不一样，价层电子对互斥理论对几种分子或