2.2.2 價(jià)電子對(duì)互斥理論-高二化學(xué)同步課堂（魯科版2019選擇性必修2）

魯科版選擇性必修2

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)同學(xué)們好歡迎來到化學(xué)課堂meiyangyang8602請(qǐng)你回憶！這些分子為什么具有不同的空間結(jié)構(gòu)呢？甲烷分子呈正四面體形氨分子呈三角錐形乙烯分子呈平面結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)回顧雜化軌道理論解釋meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602雜化軌道理論解釋分子的空間結(jié)構(gòu)雜化類型雜化軌道數(shù)目鍵角空間構(gòu)型圖示

實(shí)例平面三角形3120°BF3sp24109.5°正四面體形CH4sp32180°直線形BeCl2spC2H4平面結(jié)構(gòu)C6H6平面正六邊形C2H2直線形NH3H2O107.3°104.5°三角錐形角形meiyangyang8602交流研討請(qǐng)你思考！同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？直線形V形meiyangyang8602交流研討請(qǐng)你思考！同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？三角錐形平面三角形

第二章

微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)

課時(shí)2分子空間結(jié)構(gòu)的理論分析價(jià)電子對(duì)互斥理論meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論雜化軌道理論可以解釋分子的空間結(jié)構(gòu)但對(duì)未知分子的空間結(jié)構(gòu)如何預(yù)測(cè)性？1940年，希吉維克和坡維爾在總結(jié)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上提出了一種簡(jiǎn)單的理論模型，用以預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的立體結(jié)構(gòu)。這種理論模型后經(jīng)吉列斯比和尼霍爾姆在20世紀(jì)50年代加以發(fā)展，定名為價(jià)層電子對(duì)互斥模型，簡(jiǎn)稱VSEPR。01

價(jià)電子對(duì)互斥理論meiyangyang8602meiyangyang8602請(qǐng)你思考！

寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的電子式、結(jié)構(gòu)式及分子的空間構(gòu)型分子CO2H2ONH3CH2OCH4電子式結(jié)構(gòu)式分子的空間構(gòu)型OCO:::::::::::HOH::::HNH:HO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H--HH直線形V形三角錐形

平面三角形

正四面體HH..C....O......:::HCH:HHmeiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)未知分子的空間結(jié)構(gòu)分析CO2，H2O，NH3，CH2O，CH4電子式的中心原子價(jià)電子層電子的成鍵情況。價(jià)層電子對(duì)成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)孤電子對(duì)n(價(jià)電子對(duì)數(shù))＝成鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論分子中的中心原子的價(jià)電子對(duì)——成鍵電子對(duì)（bp)和孤電子對(duì)（Ip)由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離。一種比較簡(jiǎn)單的理論，可用來預(yù)測(cè)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)相互排斥彼此遠(yuǎn)離能量最低、最穩(wěn)定meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容對(duì)ABn型的分子或離子，分子中的中心原子的價(jià)電子對(duì)——成鍵電子對(duì)（bp)和孤電子對(duì)（Ip)由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離。排斥力最小Ameiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容對(duì)ABn型的分子或離子，分子中的中心原子的價(jià)電子對(duì)——成鍵電子對(duì)（bp)和孤電子對(duì)（Ip)由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離。n(價(jià)電子對(duì)數(shù))＝成鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)推測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)方法先分析分子中的中心原子的價(jià)電子對(duì)存在幾個(gè)空間取向，再讓這幾個(gè)空間取向盡量彼此遠(yuǎn)離。（1）兩個(gè)原子間的成鍵電子不論是單鍵還是多重鍵，都看作一個(gè)空間取向；（2）一對(duì)孤電子對(duì)可看作一個(gè)空間取向。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容不同價(jià)電子對(duì)數(shù)的空間取向2

435

6

價(jià)電子對(duì)數(shù)：空間取向：直線形

面三角形

正四面體形

三角雙錐形

正八面體形立體結(jié)構(gòu)：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論方法引導(dǎo)價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算n(價(jià)電子對(duì)數(shù))＝成鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)

σ鍵電子對(duì)可從分子式來確定（ABn型）A——中心原子，B——與A結(jié)合的原子n——與A結(jié)合的原子數(shù)例如：H2O中O的σ鍵電子對(duì)數(shù)是______；

NH3中的σ鍵電子對(duì)數(shù)是________。23meiyangyang86021、CO2中O的σ鍵電子對(duì)數(shù)是______；2、SO3中O的σ鍵電子對(duì)數(shù)是______；3、H3O+中O的σ鍵電子對(duì)數(shù)是______；4、NH4+

中的σ鍵電子對(duì)數(shù)是________。2334練習(xí)價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算meiyangyang8602方法引導(dǎo)meiyangyang8602

價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中心原子孤電子對(duì)數(shù)的確定方法

中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)，可以通過寫出該分子或離子的電子式來確定中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)

0對(duì)1對(duì)2對(duì)meiyangyang8602方法引導(dǎo)meiyangyang8602

價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中心原子孤電子對(duì)數(shù)的確定方法

中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)，也可以利用如下公式來計(jì)算：2中心原子的價(jià)電子數(shù)—其他原子的未成對(duì)電子數(shù)之和孤電子對(duì)數(shù)=例如，H2O的中心原子為O原子，其價(jià)電子數(shù)為6，H原子的未成對(duì)電子數(shù)為1，可知：氧原子上的孤電子對(duì)數(shù)=

=226-1×2中心原子的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù)meiyangyang8602練習(xí)中心原子孤電子對(duì)數(shù)的確定方法分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)—21(a–xb)CO2NH3

SO3

C422(4-2×2)÷2＝0N531(5-3×1)÷2＝1S632(6-3×2)÷2＝0中心原子的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù)其他原子的未成對(duì)電子數(shù)之和成鍵電子對(duì)和孤對(duì)電子對(duì)會(huì)影響分子的空間構(gòu)型.meiyangyang8602meiyangyang8602請(qǐng)你思考！

請(qǐng)用價(jià)電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)甲烷的空間結(jié)構(gòu)甲烷n(C)=4中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)空間結(jié)構(gòu)CH4中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)0對(duì)正四面體形02根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)

分子結(jié)構(gòu)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容不同價(jià)電子對(duì)數(shù)的空間取向2

435

6

價(jià)電子對(duì)數(shù)：空間取向：直線形

面三角形

正四面體形

三角雙錐形

正八面體形立體結(jié)構(gòu)：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價(jià)電子對(duì)互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)

分子結(jié)構(gòu)2

435

6

價(jià)電子對(duì)數(shù)：直線形

面三角形

正四面體形

三角雙錐形

正八面體形立體結(jié)構(gòu)：孤電子對(duì)數(shù)=0VSEPR模型：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)

分子結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù)含孤電子對(duì)VSEPR模型略去孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分子或離子的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算找理論模型略去孤電子對(duì)方法引導(dǎo)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)

分子結(jié)構(gòu)方法引導(dǎo)中心原子不含孤電子對(duì)微粒σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)NH4+4(4-4×1)÷2=04價(jià)層電子對(duì)互斥模型離子空間構(gòu)型略去孤電子對(duì)四面體形四面體形meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)

分子結(jié)構(gòu)方法引導(dǎo)中心原子不含孤電子對(duì)分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及其名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱CO2BF3

NH4+

00+2=22直線形直線形00+3=33平面三角形平面三角形00+4=44正四面體形正四面體形meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)水分子空間結(jié)構(gòu)水分子中氧原子價(jià)電子對(duì)數(shù)=2+2=4H2O電子式：成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對(duì)微粒σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)NH33(5-3×1)÷2=14四面體形三角錐形價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子空間構(gòu)型略去孤電子對(duì)meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對(duì)微粒σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)CO32-3(6-3×2)÷2=03平面三角形平面三角形價(jià)層電子對(duì)互斥模型離子空間構(gòu)型略去孤電子對(duì)meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對(duì)微粒σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)SO22(6-2×2)÷2=13平面三角形V形價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子空間構(gòu)型略去孤電子對(duì)meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對(duì)VSEPR模型略去孤電子對(duì)后的構(gòu)型有孤電子對(duì)時(shí)分子/離子的空間構(gòu)型

分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及其名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱CO32-SO203+0=33平面三角形平面三角形12+1=32平面三角形V形meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對(duì)化學(xué)式結(jié)構(gòu)式含孤對(duì)電子的VSEPR模型分子的立體結(jié)構(gòu)模型立體結(jié)構(gòu)H2ONH3HHO：：V形HHN··H三角錐形meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)VSEPR模型成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布模型

立體結(jié)構(gòu)

實(shí)例

23平面三角形20 AB2直線形

CO230 AB321 AB2價(jià)層電子對(duì)數(shù)平面三角形

BF3V形SO2直線形meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布分子構(gòu)型

實(shí)例模型4正四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體

CH4三角錐形

NH3V形H2Omeiyangyang8602對(duì)于乙醇和乙酸這樣看似更加復(fù)雜的分子，同樣可以用“價(jià)電子對(duì)相互排斥而盡量遠(yuǎn)離”的原則快捷地判斷它們的分子結(jié)構(gòu)meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)乙烯乙醇乙酸n(C)=3n(O)=4n(羥基O)=4n(C)=4n(羧基C)=3n(甲基C)=4meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)乙醇乙酸n(O)=4n(羥基O)=4n(C)=4n(羧基C)=3n(甲基C)=4在乙酸分子中，羧基上的碳原子的價(jià)電子對(duì)均為成鍵電子對(duì)，C=O上的成鍵電子對(duì)僅有一個(gè)空間取向，因此碳原子的價(jià)電子對(duì)共有三個(gè)空間取向，相互排斥而遠(yuǎn)離，因此C—C—O部分呈三角形。在乙醇分子中，羥基上的氧原子有兩對(duì)成鍵電子對(duì)和兩對(duì)孤電子對(duì)，價(jià)電子對(duì)共有四個(gè)空間取向；氧原子價(jià)電子對(duì)相互排斥而遠(yuǎn)離，呈四面體形，因此C—O—H呈角形。meiyangyang8602meiyangyang8602請(qǐng)你思考！實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°，為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？109°28′HCHHH107°NHHH

105°OHH

CH4分子中的C原子沒有孤電子對(duì)，NH3分子中N原子上有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì)，對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增大，故鍵角減小。meiyangyang8602meiyangyang8602

電子對(duì)之間的排斥與分子空間結(jié)構(gòu)擴(kuò)展視野當(dāng)價(jià)電子對(duì)包含孤電子對(duì)且成鍵電子對(duì)中也有多重鍵時(shí)，由于它們之間的斥力不同，會(huì)對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。通常，多重鍵、成鍵電子對(duì)與孤電子對(duì)的斥力大小順序可定性地表示為：三鍵一三鍵＞三鍵－雙鍵＞雙鍵－雙鍵＞雙鍵－單鍵＞單鍵一單鍵Ip-Ip>>lp-bp>bp-bp孤電子對(duì)－孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)＞成鍵電子對(duì)－成鍵電子對(duì)。隨著孤電子對(duì)數(shù)目的增多，成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力減小，鍵角也減小。meiyangyang8602交流研討meiyangyang8602

電子對(duì)之間的排斥與分子空間結(jié)構(gòu)所以，CH4、NH3、H2O這三種分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,因此應(yīng)該按四面體方向排布價(jià)電子對(duì)，但由于孤電子對(duì)排斥力大，使得氨分子中的鍵角為107.3°,水分子中的鍵角為104.5°。meiyangyang8602meiyangyang8602

電子對(duì)之間的排斥與分子空間結(jié)構(gòu)俗稱光氣的二氯甲醛分子（COCI2)的價(jià)電子對(duì)數(shù)為3,分子為平面三角形但