人教版選修3 第2章第2節(jié) 分子的立體構(gòu)型（第1課時） 學(xué)案.docx

第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第1課時價層電子對互斥理論 目標(biāo)導(dǎo)航1.認(rèn)識共價分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。2.理解價層電子對互斥理論的含義。3.能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型。一、形形色色的分子1三原子分子的立體結(jié)構(gòu)2四原子分子立體構(gòu)型3五原子分子立體構(gòu)型：最常見的是正四面體，如ch4，鍵角為10928?！咀h一議】1分析下列化學(xué)式中畫有橫線的元素，選出符合要求的物質(zhì)并填空。anh3bh2ochcldch4ec2h6fn2(1)所有的價電子都參與形成共價鍵的是_；(2)只有一個價電子參與形成共價鍵的是_；(3)最外層有未參與成鍵的電子對的是_；(4)既有鍵，又有鍵的是_；(5)既有極性鍵又有非極性鍵的是_；(6)分子構(gòu)型為正四面體的是_。答案(1)de(2)c(3)abcf(4)f(5)e(6)d解析nh3中n原子與3個h原子形成3個鍵，還有一對不成鍵電子；h2o中o原子與2個h原子形成2個鍵，還有兩對不成鍵電子；hcl中cl原子與1個h原子形成1個鍵，還有三對不成鍵電子；ch4中c原子與4個h原子形成4個鍵，所有價電子都參與成鍵，其分子構(gòu)型為正四面體形；c2h6中c原子分別與3個h原子及另1個c原子形成4個鍵，所有價電子都參與成鍵；ch為極性鍵，cc為非極性鍵；n2中n原子與另1個n原子形成1個鍵，2個鍵，還有一對不成鍵電子。二、價層電子對互斥理論1價層電子對互斥理論分子的立體結(jié)構(gòu)是“價層電子對”相互排斥的結(jié)果。2中心原子上價層電子對的計算(1)價層電子對(2)計算：鍵電子對的計算。由分子式確定，即中心原子形成幾個鍵，就有幾對鍵電子對。如h2o分子中，o有2對鍵電子對。nh3中，n有3對鍵電子對。中心原子上的孤電子對的計算。中心原子上的孤電子對數(shù)(axb)aa表示中心原子的價電子數(shù)對主族元素：a最外層電子數(shù)；對于陽離子：a價電子數(shù)離子電荷數(shù)。對于陰離子：a價電子數(shù)|離子電荷數(shù)|。bx表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。cb表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子8該原子的價電子數(shù)。d幾種分子或離子的中心原子的孤電子對數(shù)：分子或離子中心原子axb中心原子的孤電子對so2s6221nh4n4410co32c63203.vsepr模型與分子或離子的立體構(gòu)型鍵電子對孤電子對價層電子對數(shù)vsepr模型分子的立體構(gòu)型分子或離子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)vsepr模型名稱分子或離子的立體構(gòu)型co202直線形直線形so213平面三角形v形co3203平面三角形平面三角形h2o24四面體形v形nh314四面體形三角錐形ch404正四面體形正四面體形【議一議】2如何確定abn型分子空間構(gòu)型？答案(1)確定中心原子(a)的價層電子對數(shù)。(2)根據(jù)計算結(jié)果找出理想的vsepr模型。(3)略去孤電子對在價層電子對互斥模型中占有的空間，剩下的便是分子的立體構(gòu)型。一、常見分子的構(gòu)型【例1】下列分子的立體構(gòu)型是正四面體形的是()ach4 bnh3 ch2o dc2h4答案a解析氨分子是三角錐形，水分子是v形，乙烯分子是平面形。故選a。規(guī)律總結(jié)1常見分子的立體構(gòu)型類別代表分子結(jié)構(gòu)式分子的立體構(gòu)型雙原子分子hcl、n2hcl、nn直線形三原子分子co2o=c=o直線形h2ov形四原子分子bf3平面三角形nh3三角錐形五原子分子ch4正四面體形2.分子的立體構(gòu)型與鍵角的關(guān)系分子類型鍵角立體構(gòu)型實例ab2180直線形co2、becl2、cs2180v形h2o、h2sab3120平面三角形bf3、bcl3120三角錐形nh3、h3o、ph3ab410928正四面體形ch4、nh4、ccl4變式訓(xùn)練1硫化氫(h2s)分子中，兩個hs鍵夾角都接近90，說明h2s分子的立體構(gòu)型為_；二氧化碳(co2)分子中，兩個c=o鍵夾角是180，說明co2分子的立體構(gòu)型為_；四氯化碳(ccl4)分子中，任意兩個ccl鍵的夾角都是10928，說明ccl4分子的立體構(gòu)型為_。答案v形直線形正四面體形解析用鍵角可直接判斷分子的立體構(gòu)型。三原子分子鍵角為180時為直線形，小于180時為v形。s、o同主族，因此h2s和h2o分子的立體構(gòu)型相似，為v形。由甲烷分子的立體構(gòu)型可判斷ccl4的分子構(gòu)型。二、用價層電子對互斥理論確定粒子立體構(gòu)型的方法【例2】根據(jù)價層電子對互斥模型，判斷下列分子或者離子的空間構(gòu)型不是三角錐形的是()apcl3 bh3o chcho dph3答案c解析pcl3分子中p原子的成鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1，其電子對的空間構(gòu)型為四面體形，分子的空間構(gòu)型為三角錐形；同理，h3o和ph3分子的成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)均分別為3和1，分子的空間構(gòu)型為三角錐形；hcho分子的中心原子的價電子都用來形成共價鍵，中心原子周圍的原子數(shù)為3，空間構(gòu)型為平面三角形。故選c。規(guī)律總結(jié)1利用vsepr模型確定粒子立體構(gòu)型的步驟中心原子價層電子對數(shù)鍵電子對數(shù)(axb)vsepr模型分子的立體結(jié)構(gòu)略去中心原子孤電子對2中心原子上的價層電子對數(shù)的計算a表示中心原子的價電子數(shù)，對于主族元素來說，a最外層電子數(shù)；對于陽離子來說，a中心原子的價電子數(shù)離子電荷數(shù)；對于陰離子來說，a中心原子的價電子數(shù)|離子電荷數(shù)|。x表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)，即鍵電子對數(shù)。b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子8該原子的價電子數(shù)。變式訓(xùn)練2用價層電子對互斥理論推測下列分子或離子的空間構(gòu)型：becl2_，scl2_，bf3_，pf3_，nh4_，so32_。答案直線形v形平面三角形三角錐形正四面體形三角錐形解析根據(jù)各分子的電子式和結(jié)構(gòu)式，分析中心原子的孤電子對數(shù)，依據(jù)中心原子連接的原子數(shù)和孤電子對數(shù)，確定vsepr模型和分子的空間構(gòu)型。分子或離子中心原子孤電子對數(shù)分子或離子的價層電子對數(shù)vsepr模型名稱分子或離子空間構(gòu)型名稱結(jié)構(gòu)式becl202直線形直線形clbeclscl224四面體形v形bf303平面三角形平面三角形pf314四面體形三角錐形nh404正四面體形正四面體形so3214四面體形三角錐形1下列分子或離子中，不含孤電子對的是()ah2o bh3o cnh3 dnh4答案d解析分別寫出其電子式，即可得出答案。2在以下的分子或離子中，空間結(jié)構(gòu)的幾何形狀不是三角錐形的是 ()anf3 bch3 cco2 dh3o答案c解析nf3、ch3、h3o中的中心原子價層電子對數(shù)為4，分別有孤電子對數(shù)為1，它們均為三角錐形，co2為直線形。3(雙選)下列分子中，各原子均處于同一平面上的是()anh3 bccl4 ch2o dch2o答案cd解析h2o為v形，ch2o為平面三角形。4下列說法中正確的是()ano2、so2、bf3、ncl3分子中沒有一個分子中原子的最外層電子都滿足了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)bp4和ch4都是正四面體分子且鍵角都為10928cnh4的電子式為，離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)dnh3分子中有一對未成鍵的孤電子對，它對成鍵電子的排斥作用較強答案d解析ncl3分子的電子式為，分子中各原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，a錯誤；p4為正四面體分子，但其鍵角為60，b錯誤；nh4為正四面體結(jié)構(gòu)而非平面正方形結(jié)構(gòu)，c錯誤；nh3分子電子式為，有一對未成鍵電子，由于未成鍵電子對成鍵電子的排斥作用，使其鍵角為107，呈三角錐形，d正確。5用價層電子對互斥理論預(yù)測h2s和bf3的立體構(gòu)型，兩個結(jié)論都正確的是()a直線形三角錐形bv形三角錐形c直線形平面三角形dv形平面三角形答案d解析h2s分子中心原子s有未用于形成共價鍵的孤電子對，占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥使h2s分子呈v形；而bf3分子中心原子b的價電子都用于形成共價鍵，故bf3是平面三角形。6用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構(gòu)型：(1)h2se_；(2)nh2_；(3)bbr3_；(4)chcl3_；(5)sif4_。答案(1)v形(2)v形(3)平面三角形(4)四面體形(5)正四面體形解析根據(jù)原子的最外層電子排布，可以判斷出本題中各分子或離子的中心原子含有的孤電子對數(shù)和結(jié)合的原子數(shù)為：化學(xué)式h2senh2bbr3chcl3sif4中心原子含有的孤電子對數(shù)22000中心原子的鍵數(shù)22344中心原子的價層電子對數(shù)44344h2se、nh2略去兩對孤電子對，粒子構(gòu)型為v形，bbr3為平面三角形，chcl3分子中由于h原子和cl原子不同，不能形成正四面體形，sif4為正四面體形。 經(jīng)典基礎(chǔ)題1下列分子構(gòu)型為正四面體形的是 ()p4nh3ccl4ch4h2sco2a bc d答案c2下列分子的立體構(gòu)型為平面正三角形的是()apcl3 bbcl3cnh3 dch2o答案b解析pcl3、nh3中的中心原子p、n原子各有1對孤電子對，跟周圍的三個鍵相互排斥，形成四面體結(jié)構(gòu)，所以這兩個分子都為三角錐形；ch2o的立體構(gòu)型雖為平面三角形，但不是正三角形。3若abn的中心原子a上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對，運用價層電子對互斥理論，下列說法正確的是()a若n2，則分子的立體構(gòu)型為v形b若n3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形c若n4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形d以上說法都不正確答案c解析若中心原子a上沒有未用于成鍵的孤電子對，則根據(jù)斥力最小的原則，當(dāng)n2時，分子的立體結(jié)構(gòu)為直線形；n3時，分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；n4時，分子的立體結(jié)構(gòu)為正四面體形。4下列微粒的價電子對數(shù)正確的是(點“”的原子為中心原子)()a.h44 b.o21c.f32 d.o32答案a解析對abm型分子中心原子價電子對數(shù)：n鍵電子對數(shù)(axb)ch4中，n4(441)4，a正確；co2中，n2(422)2，b不正確；bf3中，n3(331)3，c不正確；so3中，n3(632)3，d不正確。5下列分子或離子中，中心原子價層電子對的立體構(gòu)型為四面體形，且分子或離子的立體構(gòu)型為v形的是()anh4 bph3 ch3o dof2答案d解析中心原子價層電子對的立體構(gòu)型為四面體形，且分子或離子的立體構(gòu)型為v形的只能是由3個原子組成的分子，中心原子有2對孤電子對，則of2為v形結(jié)構(gòu)。nh4是三角錐形的nh3結(jié)合一個h后形成的四面體形結(jié)構(gòu)；h3o是v形的h2o結(jié)合一個h后形成的三角錐形結(jié)構(gòu)；ph3中p原子有一對孤電子對，呈三角錐形。6下列對應(yīng)關(guān)系不正確的是()選項abcd中心原子所在族aaaa分子通式ab4ab3ab2ab2立體構(gòu)型正四面體形平面三角形直線形v形答案b解析當(dāng)中心原子在a族，ab3分子應(yīng)是三角錐形。當(dāng)中心原子在a族，ab4分子是正四面體形，ab2分子是直線形。當(dāng)中心原子在a族，ab2是形。7用價層電子對互斥模型預(yù)測下列分子或離子的立體構(gòu)型，其中不正確的是()anh4為正四面體形bcs2為直線形chcn為折線形(v形)dpcl3為三角錐形答案c解析nh4、cs2、hcn、pcl3中心原子價層電子對數(shù)分別為4對、2對、2對、4對，價層電子對互斥模型為正四面體形、直線形、直線形、空間四面體形，其中前三者中心原子無孤電子對，立體結(jié)構(gòu)就是價層電子對互斥模型，pcl3分子中有1對孤電子對，所以立體構(gòu)型為三角錐形。8有下列分子或離子：cs2，pcl3，h2s，ch2o，h3o，nh4，bf3，so2。粒子的立體構(gòu)型為直線形的有_；粒子的立體構(gòu)型為v形的有_；粒子的立體構(gòu)型為平面三角形的有_；粒子的立體構(gòu)型為三角錐形的有_；粒子的立體構(gòu)型為正四面體形的有_。答案解析中心原子上孤電子對數(shù)及粒子的空間構(gòu)型如下表。abn中心原子孤電子對數(shù)分子或離子分子或離子的立體構(gòu)型ab20cs2直線形ab3ch2o、bf3平面三角形ab4nh4正四面體ab21so2v形ab3pcl3、h3o三角錐形ab22h2sv形9.連線題。答案abcde能力提升題10(1)利用vsepr推斷分子或離子的空間構(gòu)型。clo4_；cs2_；albr3(共價分子)_。(2)有兩種活性反應(yīng)中間體，它們的粒子中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據(jù)下面給出的這兩種粒子的球棍模型，寫出相應(yīng)的化學(xué)式：(3)按要求寫出由第二周期非金屬元素的原子構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式。平面形分子_，三角錐形分子_，四面體形分子_。答案(1)四面體形直線形平面三角形(2)ch3ch3(3)bf3nf3cf4解析clo4是ab4型，成鍵電子對數(shù)是4，為四面體形。cs2是ab2型，成鍵電子對數(shù)是2，是直線形。albr3是ab3型，成鍵電子對數(shù)是3，是平面三角形。ab3型，中心原子無孤電子對的呈平面三角形，有一對孤電子對的呈三角錐形，所以分別是ch3、ch3。由第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式，呈三角錐形的是nf3，呈平面三角形的是bf3，呈四面體形的是cf4。11(1)計算下列分子或離子中點“”原子的價電子對數(shù)。cl4_ecl2_cl3_cl3_(2)計算下列微粒中點“”原子的孤電子對數(shù)。h2 _cl5_f3_h3_答案(1)4234(2)200112若abn的中心原子上有一對孤對電子未能成鍵，當(dāng)n2時，其分子結(jié)構(gòu)為_；當(dāng)n3時，其分子結(jié)構(gòu)為_。答案v形三角錐形解析若中心原子上有未成鍵的孤電子對，根據(jù)價層電子互斥理論，其與成鍵電子之間存在斥力，ab2型分子為v形(如so2)，ab3型分子為三角錐形(如nh3)。13已知a、b、c、d、e為中學(xué)常見的五種物質(zhì)，均含元素y，有的還可能含有元素x、z，元素x、y、z的原子序數(shù)依次遞增。元素y在a、b、c、d、e中所呈化合價依次遞增，其中只有b為單質(zhì)。常溫下將氣體d通入水中發(fā)生反應(yīng)，生成c和e。工業(yè)上以a、空氣和水為原料，通過催化氧化法制成e。請回答以下問題：(1)a分子的空間構(gòu)型是_；從軌道重疊的方式看，b分子中的共價鍵類型有_。(2)寫出中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)工業(yè)上，若輸送cl2的管道漏氣，用a進(jìn)行檢驗時可觀察到大量白煙，同時有b生成，寫出有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：_。答案(1)三角錐形鍵和鍵(2)3no2h2o=2hno