2.2.2 價電子對互斥理論-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)共價鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)

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

價電子對互斥理論雜化軌道理論可以解釋分子的空間結(jié)構(gòu)但對未知分子的空間結(jié)構(gòu)如何預(yù)測性？1940年，希吉維克和坡維爾在總結(jié)實驗事實的基礎(chǔ)上提出了一種簡單的理論模型，用以預(yù)測簡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50年代加以發(fā)展，定名為價層電子對互斥模型，簡稱VSEPR。01

價電子對互斥理論meiyangyang8602meiyangyang8602請你思考！

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

價電子對互斥理論預(yù)測未知分子的空間結(jié)構(gòu)分析CO2，H2O，NH3，CH2O，CH4電子式的中心原子價電子層電子的成鍵情況。價層電子對成鍵電子對成鍵電子對孤電子對孤電子對n(價電子對數(shù))＝成鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價電子對互斥理論——VSEPR理論分子中的中心原子的價電子對——成鍵電子對（bp)和孤電子對（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離。一種比較簡單的理論，可用來預(yù)測分子或離子的空間結(jié)構(gòu)價層電子對相互排斥彼此遠離能量最低、最穩(wěn)定meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價電子對互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容對ABn型的分子或離子，分子中的中心原子的價電子對——成鍵電子對（bp)和孤電子對（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離。排斥力最小Ameiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價電子對互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容對ABn型的分子或離子，分子中的中心原子的價電子對——成鍵電子對（bp)和孤電子對（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離。n(價電子對數(shù))＝成鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)推測分子的空間結(jié)構(gòu)方法先分析分子中的中心原子的價電子對存在幾個空間取向，再讓這幾個空間取向盡量彼此遠離。（1）兩個原子間的成鍵電子不論是單鍵還是多重鍵，都看作一個空間取向；（2）一對孤電子對可看作一個空間取向。meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價電子對互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容不同價電子對數(shù)的空間取向2

435

6

價電子對數(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

價電子對互斥理論——VSEPR理論方法引導(dǎo)價層電子對數(shù)的計算n(價電子對數(shù))＝成鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)

σ鍵電子對可從分子式來確定（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鍵電子對數(shù)是______；

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

中的σ鍵電子對數(shù)是________。2334練習(xí)價層電子對數(shù)的計算meiyangyang8602方法引導(dǎo)meiyangyang8602

價層電子對數(shù)的計算中心原子孤電子對數(shù)的確定方法

中心原子上的孤電子對數(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數(shù)

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

價層電子對數(shù)的計算中心原子孤電子對數(shù)的確定方法

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

=226-1×2中心原子的價電子數(shù)=主族序數(shù)meiyangyang8602練習(xí)中心原子孤電子對數(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中心原子的價電子數(shù)=主族序數(shù)其他原子的未成對電子數(shù)之和成鍵電子對和孤對電子對會影響分子的空間構(gòu)型.meiyangyang8602meiyangyang8602請你思考！

請用價電子對互斥理論預(yù)測甲烷的空間結(jié)構(gòu)甲烷n(C)=4中心原子價電子對數(shù)空間結(jié)構(gòu)CH4中心原子上的孤電子對數(shù)0對正四面體形02根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測

分子結(jié)構(gòu)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

價電子對互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容不同價電子對數(shù)的空間取向2

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價電子對數(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

價電子對互斥理論——VSEPR理論剖析內(nèi)容根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測

分子結(jié)構(gòu)2

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6

價電子對數(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)：孤電子對數(shù)=0VSEPR模型：meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測

分子結(jié)構(gòu)價層電子對數(shù)含孤電子對VSEPR模型略去孤電子對數(shù)價層電子對互斥理論分子或離子的空間結(jié)構(gòu)計算找理論模型略去孤電子對方法引導(dǎo)meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測

分子結(jié)構(gòu)方法引導(dǎo)中心原子不含孤電子對微粒σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)NH4+4(4-4×1)÷2=04價層電子對互斥模型離子空間構(gòu)型略去孤電子對四面體形四面體形meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測

分子結(jié)構(gòu)方法引導(dǎo)中心原子不含孤電子對分子或離子σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(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)測水分子空間結(jié)構(gòu)水分子中氧原子價電子對數(shù)=2+2=4H2O電子式：成鍵電子對孤電子對meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

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

根據(jù)VSEPR模型

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

根據(jù)VSEPR模型

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

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對VSEPR模型略去孤電子對后的構(gòu)型有孤電子對時分子/離子的空間構(gòu)型

分子或離子σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(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)測分子空間結(jié)構(gòu)中心原子含孤電子對化學(xué)式結(jié)構(gòu)式含孤對電子的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)測分子空間結(jié)構(gòu)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布模型

立體結(jié)構(gòu)

實例

23平面三角形20 AB2直線形

CO230 AB321 AB2價層電子對數(shù)平面三角形

BF3V形SO2直線形meiyangyang8602meiyangyang8602

根據(jù)VSEPR模型

預(yù)測分子空間結(jié)構(gòu)價層電子對數(shù)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布分子構(gòu)型

實例模型4正四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體

CH4三角錐形

NH3V形H2Omeiyangyang8602對于乙醇和乙酸這樣看似更加復(fù)雜的分子，同樣可以用“價電子對相互排斥而盡量遠離”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電子對均為成鍵電子對，C=O上的成鍵電子對僅有一個空間取向，因此碳原子的價電子對共有三個空間取向，相互排斥而遠離，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成鍵電子對和兩對孤電子對，價電子對共有四個空間取向；氧原子價電子對相互排斥而遠離，呈四面體形，因此C—O—H呈角形。meiyangyang8602meiyangyang8602請你思考！實驗測得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，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小。meiyangyang8602meiyangyang8602

電子對之間的排斥與分子空間結(jié)構(gòu)擴展視野當(dāng)價電子對包含孤電子對且成鍵電子對中也有多重鍵時，由于它們之間的斥力不同，會對分子的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。通常，多重鍵、成鍵電子對與孤電子對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－孤電子對＞孤電子對－成鍵電子對＞成鍵電子對－成鍵電子對。隨著孤電子對數(shù)目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。meiyangyang8602交流研討meiyangyang8602

電子對之間的排斥與分子空間結(jié)構(gòu)所以，CH4、NH3、H2O這三種分子的價電子對數(shù)為4,因此應(yīng)該按四面體方向排布價電子對，但由于孤電子對排斥力大，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)的價電子對數(shù)為3,分子為平面三角形但