2018_2019學(xué)年高中化學(xué)第2章第2節(jié)第2課時價電子對互斥理論等電子原理教案魯科版選修3201911071139

1、 第2課時價電子對互斥理論等電子原理學(xué)習(xí)目標(biāo)定位理解價電子對互斥理論和等電子原理，能根據(jù)有關(guān)理論、原理判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型。一價電子對互斥理論1價電子對互斥理論的基本內(nèi)容：分子中的價電子對成鍵電子對和孤電子對由于相互排斥作用，盡可能趨向彼此遠離。(1)當(dāng)中心原子的價電子全部參與成鍵時，為使價電子斥力最小，就要求盡可能采取對稱結(jié)構(gòu)。(2)當(dāng)中心原子的價電子部分參與成鍵時，未參與成鍵的孤電子對與成鍵電子對之間及孤電子對之間、成鍵電子對之間的斥力不同，從而影響分子構(gòu)型。(3)電子對之間的夾角越大，相互之間的斥力越小。2價電子對互斥理論與分子立體構(gòu)型(1)分析中心原子中的價電子全部參與形成共價

2、鍵的分子的立體構(gòu)型并完成下表(由中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測)：abn立體構(gòu)型范例n2直線形co2、becl2n3平面三角形ch2o、bf3n4正四面體形ch4、ccl4n5三角雙錐形pcl5n6正八面體形sf6(2)中心原子上有孤電子對(價電子中未參與形成共價鍵的電子對)的分子的立體構(gòu)型：中心原子上的孤電子對占據(jù)中心原子周圍的空間，與成鍵電子對互相排斥，使分子的立體構(gòu)型發(fā)生變化，如：h2o為ab2型分子，氧原子上的兩對孤電子對參與互相排斥，所以h2o分子的立體構(gòu)型為v形而不是直線形。nh3分子中氮原子上有一對孤電子對參與互相排斥，故nh3的立體構(gòu)型不能為平面三角形。常見分子的價電子對互斥模型

3、和空間構(gòu)型鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)目電子對的排列方式價電子對互斥模型分子或離子的立體構(gòu)型實例202直線形直線形becl2、co2303三角形平面三角形bf3、bcl321v形pbcl2404四面體形正四面體形ch4、ccl431三角錐形nh322v形h2o歸納總結(jié)1abm型分子中心原子價層電子對數(shù)目的計算方法abm型分子(a是中心原子，b是配位原子)中價電子對數(shù)n的計算：n2在計算中心原子的價電子對數(shù)時應(yīng)注意如下規(guī)定(1)作為配位原子，鹵素原子和h原子提供1個電子，氧族元素的原子不提供電子；(2)作為中心原子，鹵素原子按提供7個電子計算，氧族元素的原子按提供6個電子計算；(3)對于復(fù)雜

4、離子，在計算價電子對數(shù)時，還應(yīng)加上負離子的電荷數(shù)或減去正離子的電荷數(shù)。如po中p原子價層電子數(shù)應(yīng)加上3，而nh中n原子的價層電子數(shù)應(yīng)減去1；(4)計算電子對數(shù)時，若剩余1個電子，即出現(xiàn)奇數(shù)電子，也把這個單電子當(dāng)作1對電子處理；(5)雙鍵、叁鍵等多重鍵作為1對電子看待?；顚W(xué)活用1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，則分子的空間構(gòu)型為v形b若n3，則分子的空間構(gòu)型為三角錐形c若n4，則分子的空間構(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，分子的空間結(jié)構(gòu)為直

5、線形；n3時，分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；n4時，分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。2下列分子和離子中，中心原子價層電子對的空間構(gòu)型為四面體形且分子或離子的空間構(gòu)型為v形的是()anhbph3ch3odof2答案d解析四個選項中的分子或離子中心原子的價層電子對數(shù)都為4且空間構(gòu)型都為四面體形，但只有of2中心原子結(jié)合兩個f原子，分子的空間構(gòu)型為v形。分子的空間構(gòu)型與分子中中心原子的價層電子對的空間構(gòu)型不是一回事。二等電子原理1比較n2和co的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，填寫下表空格：分子n2co結(jié)構(gòu)原子數(shù)22電子數(shù)1414價電子數(shù)1010空間構(gòu)型直線形直線形性質(zhì)沸點/195.81191.49熔點/210.00205.

6、05液體密度/g·cm30.7960.7932.分析比較n2和co的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，你能得出的結(jié)論是co分子和n2分子具有相同的原子總數(shù)、相同的價電子數(shù)，是等電子體，其性質(zhì)相近。3等電子原理是指化學(xué)通式相同、價電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征，它們的許多性質(zhì)(主要是物理性質(zhì))是相近的。滿足等電子原理的分子或離子互稱為等電子體。4常見的等電子體類型實例空間構(gòu)型兩個原子10個價電子的等電子體n2、co、no、c、cn直線形三個原子16個價電子的等電子體co2、cs2、n2o、nco、no、n、scn、becl2直線形三個原子18個價電子的等電子體no、o3、so2v形四個原子24個

7、價電子的等電子體no、co、bo、cs、bf3、so3平面三角形五個原子32個價電子的等電子體sif4、ccl4、bf、so、po四個鍵，正四面體形 歸納總結(jié)1等電子體判斷方法：化學(xué)通式相同，價電子總數(shù)相等的分子或離子。2等電子體應(yīng)用：等電子體的許多性質(zhì)是相近的，空間構(gòu)型是相同的。利用等電子體可以：(1)判斷一些簡單分子或離子的空間構(gòu)型；(2)利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料；(3)利用等電子原理針對某性質(zhì)找等電子體?；顚W(xué)活用31919年，langmuir提出等電子原理：原子總數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第2周期元

8、素組成的共價分子中，互為等電子體的是_和_；_和_。(2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子總數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中，與no互為等電子體的分子有_、_。答案(1)n2coco2n2o(2)so2o3解析(1)僅由第2周期元素組成的共價分子中，即c、n、o、f組成的共價分子，如：n2與co電子總數(shù)均為14，co2與n2o電子總數(shù)均為22。(2)依題意，只要原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)也相同，即可互稱為等電子體，no為三原子，其價電子總數(shù)為(56×21)18，so2、o3也為

9、三原子，各分子價電子總數(shù)均為6×318。1價電子對互斥理論、雜化軌道理論應(yīng)用2等電子體化學(xué)通式相同，價電子總數(shù)相同，其結(jié)構(gòu)相似，物理性質(zhì)相似。當(dāng)堂檢測1用價電子對互斥模型預(yù)測下列粒子的空間構(gòu)型是直線形的是()apcl3bbecl2cnhdccl4答案b解析pcl3是三角錐形，becl2是直線形，nh是正四面體形，ccl4是正四面體形。2下列物質(zhì)中既有極性鍵，又有非極性鍵的直線形分子的是()acs2bch4cch3ch2cldhcch答案d3能說明ch4分子的5個原子不在同一平面而為正四面體構(gòu)型的是()a兩個鍵之間夾角為109.5°bch鍵為極性共價鍵c4個ch鍵的鍵能、鍵長

10、相同d碳的價層電子都形成共價鍵答案a4關(guān)于co2與cs2的下列說法正確的是()a它們互為等電子體bco2為直線形而cs2為v形c它們分子中的化學(xué)鍵類型不同dcs2比co2穩(wěn)定答案a解析co2與cs2的化學(xué)通式相同，價電子總數(shù)也相同，互為等電子體；二者結(jié)構(gòu)相似，都為直線形的分子；在co2分子中，c原子與每個o原子均形成兩個共價鍵，一個鍵，一個鍵，同樣cs2分子中，c原子與每個s原子也形成雙鍵，一個鍵，一個鍵，鍵角都是180°，但由于c=o鍵長比c=s鍵長短，c=o鍵能比c=s鍵能大，故co2比cs2穩(wěn)定。5用價電子對互斥模型預(yù)測下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。(1)h2se_；(2)of2_；(3

11、)bcl3_； (4)pcl3_；(5)co2_； (6)so2_；(7)h3o_； (8)so_。答案(1)v形(2)v形(3)平面三角形(4)三角錐形(5)直線形(6)v形(7)三角錐形(8)正四面體形40分鐘課時作業(yè) 基礎(chǔ)過關(guān)一、價電子對互斥理論及其應(yīng)用1用價電子對互斥理論預(yù)測h2s和bf3的空間構(gòu)型，兩個結(jié)論都正確的是()a直線形；三角錐型bv形；三角錐型c直線形；平面三角形dv形；平面三角形答案d解析在h2s中，價電子對數(shù)為4，若無孤電子對存在，則其應(yīng)為正四面體構(gòu)型。但中心原子s上有兩對孤電子對，而且孤電子對也要占據(jù)中心原子周圍的空間，它們相互排斥，因此h2s為v形結(jié)構(gòu)。在bf3中，

12、價電子對數(shù)為3，其中心原子b上無孤電子對，因此bf3應(yīng)為平面三角形。2對so3的說法正確的是()a結(jié)構(gòu)與nh3相似b結(jié)構(gòu)與so2相似c結(jié)構(gòu)與bf3相似d結(jié)構(gòu)與p4相似答案c解析根據(jù)價電子對互斥理論可知，在so3中，s原子沒有孤電子對，但與s原子相連的原子個數(shù)為3，因此so3分子結(jié)構(gòu)呈平面三角形。3根據(jù)價電子對互斥理論及原子的雜化軌道理論判斷nf3分子的空間構(gòu)型和中心原子的雜化方式為()a直線形sp1雜化b三角形sp2雜化c三角錐形sp2雜化d三角錐形sp3雜化答案d解析判斷分子的雜化方式要根據(jù)中心原子的孤電子對數(shù)以及與中心原子相連的原子個數(shù)。在nf3分子中，n原子的孤電子對數(shù)為1，與其相連的原

13、子數(shù)為3，所以根據(jù)理論可推知中心原子的雜化方式為sp3雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，類似于nh3。二、分子中價電子對數(shù)目的確定4下列微粒中，含有孤電子對的是()asih4bh2occh4dnh答案b解析sih4、h2o、ch4、nh的電子式分別為hsi,h、hh、hc,h、hn,h，只有h2o分子中的o原子上有2對孤電子對。5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.o21 c.f32 d.o32答案a解析對abm型分子中心原子價電子對數(shù)：nh4中，n4，a正確；o2中，n2，b不正確；f3中，n3，c不正確；o3中，n3，d不正確。6下列說法中正確的是()ano2

14、、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都是正四面體形分子且鍵角都為109.5°cnh的電子式為hn,h，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n,，分子中各原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，a錯誤；p4為正四面體形分子，但其鍵角為60°，b錯誤；nh為正四面體形結(jié)構(gòu)而非平面正方形結(jié)構(gòu)，c錯誤；nh3分子電子式為hh，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107.3°，呈三角錐形，d正確。三、等電子原理及應(yīng)用7與no互為

15、等電子體的是()aso2bbf3cch4dno2答案b解析等電子體是化學(xué)通式和價電子總數(shù)均相同的粒子，no的原子數(shù)是4，價電子數(shù)是24，與其相同的是bf3。8已知原子數(shù)和價電子數(shù)相同的離子或分子結(jié)構(gòu)相似，如so3、no都是平面三角形。那么下列分子或離子中與so有相似結(jié)構(gòu)的是()apcl5bccl4cnf3dn答案b解析so的價電子數(shù)為32個，ccl4的原子數(shù)為5，價電子數(shù)為44×732，故與so有相似結(jié)構(gòu)(均為正四面體形)；pcl5分子中價電子數(shù)為57×540，nf3分子中價電子數(shù)為57×326，n的價電子數(shù)為5×3116。9通常把化學(xué)通式和價電子總數(shù)相

16、同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間構(gòu)型相同，則下列有關(guān)說法中正確的是()ach4和nh是等電子體，鍵角均為60°bno和co是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu)ch3o和pcl3是等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)db3n3h6和苯是等電子體，b3n3h6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道答案b解析ch4和nh都是正四面體構(gòu)型，鍵角均為109.5°，a項不正確；no和co是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu)，b項正確；h3o和pcl3價電子總數(shù)不相等，不是等電子體，c項不正確；b3n3h6結(jié)構(gòu)與苯相似，也存在“肩并肩”式重疊的軌道，d項不正確。能力提升10硫化氫(h2s)分

17、子中，兩個hs鍵夾角接近90°，說明h2s分子的空間構(gòu)型為_；二氧化碳(co2)分子中，兩個c=o鍵夾角是180°，說明co2分子的空間構(gòu)型為_；四氯化碳(ccl4)分子中，任意兩個ccl鍵的夾角都是109.5°，說明ccl4分子的空間構(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空間構(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分子的空間構(gòu)型相似，為v形。由甲烷分子的空間構(gòu)型可判斷ccl4的分子構(gòu)型。11用價電子對互斥模型推測下列分子的空間構(gòu)型：(1)h2se_；(2)nh_；(

18、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，可以判斷出本題分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h2senhbbr3chcl3sif4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、nh分子略去兩對孤電子對，分子構(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。12(1)計算下列分子或離子中劃“_”原子的價電子對數(shù)。ccl4_；becl2_；bcl3_；

19、pcl3_；(2)計算下列微粒中劃“_”原子的孤電子對數(shù)。h2s_；pcl5_；bf3_；nh3_。答案(1)4234(2)2001解析(1)根據(jù)abm型分子中價電子對數(shù)目n的計算公式：nccl4中c原子的價電子對數(shù)為4；becl2中be原子的價電子對數(shù)為2；bcl3中b原子的價電子對數(shù)為3；pcl3中p原子的價電子對數(shù)為4。(2)根據(jù)abm型分子中心原子的孤電子對數(shù)(amb)的計算公式：h2s中的s原子的孤電子對數(shù)：×(62×1)2；pcl5中的p原子的孤電子對數(shù)：×(55×1)0；bf3中的b原子的孤電子對數(shù)：×(33×1)0；n

20、h3中的n原子的孤電子對數(shù)：×(53×1)1。13a、b、c、d為四種由短周期元素構(gòu)成的中性粒子，它們都有14個電子，且除a外都是共價型分子?；卮鹣铝袉栴}：(1)a是單核粒子，a單質(zhì)可用作半導(dǎo)體材料，a原子核外電子排布式為_。(2)b是雙核化合物，常溫下為無色無味氣體。b的化學(xué)式為_。人一旦吸入b氣體后，就易引起中毒，是因為_而中毒。(3)c是雙核單質(zhì)，寫出其電子式_。c分子中所含共價鍵的類型為_(填“極性鍵”或“非極性鍵”)。c單質(zhì)常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，不易起反應(yīng)，原因是_。(4)d是四核化合物，其結(jié)構(gòu)式為_；d分子內(nèi)所含共價鍵有_個鍵，_個鍵；鍵與鍵的強度大小關(guān)系為_(填“>”、“<”或“”)，原因是_。答案(1)1s22s22p63s23p2(2)coco一旦被吸入肺里后，會與血液中的血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白喪失輸送氧氣的能力(3)nn非極性鍵n2分子中的共價叁鍵鍵能很大，共價鍵很牢固(4)hcch32>形成鍵的原子軌道的重疊程度比鍵的重疊程度大，形成的共價鍵強解析本題考查關(guān)于共價鍵的綜合知識。由題意知，a是單原子粒子，含14個電子，是si，si可作半導(dǎo)體材料；b是兩個原子的化合物，根據(jù)其物理性質(zhì)：無色無味氣體，推斷b為co，co一旦進入肺里，會與血液中的血紅蛋白結(jié)合而使血紅蛋白喪失