价层电子对互斥理论

专题四分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质分子的空间构型C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为109°28′）？2s2px2py2pzC原子轨道杂化前后的变与不变变：轨道的形状和伸展发向不变：原子轨道数不变S和P的三种杂化杂化类型SPSP2SP3参与杂化的原子轨道杂化轨道数杂化轨道间夹角空间构型实例1个S1个P1个S3个P1个S2个P2个SP3个SP24个SP3180°120°109.5°直线形正三角形正四面体BeCl2BF3CH4有机分子CH4CH2=CH2CH≡CHC6H6碳原子轨道杂化方式sp3sp2spsp2分子形状特点正四面体平面结构直线型平面结构共价分子的几何外形取决于分子价层电子对数目和类型。价层电子对互斥理论确定分子空间构型的简易方法：A的价电子对数234A的杂化轨道数234杂化类型spsp2sp3A的价电子空间构型直线型平面三角形正四面体对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等。对于ABm型分子或离子，其中心原子A的价电子对数可依如下公式算得:1、推断分子空间构型的具体步骤：2、ABm型分子的价电子对数n的确定=2中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×m±离子电荷数（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6；（3）离子的价电子对数计算NH4+：SO42-：如：PCl3中；4231×5=+=n42141×5=-+=n42206=++=nn例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数中心原子杂化轨道类型杂化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直线形直线形平面三角形正四面体180°180°120°109.5°课堂练习价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对形成σ键的共用电子对和孤电子对的空间构型；而分子的空间构型指的是形成σ键电子对的空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致•确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型①孤对电子=0:分子的空间构型=电子对的空间构型2BeCln=(2+2)=2直线形213BFn=(3+3)=3平面三角形214CHn=(4+4)=4四面体21例如：②孤对电子≠0：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。34112SnCl2平面三角形V形NH3四面体三角锥H2O四面体V形n孤对电子电子对的空间构型分子的空间构型例3NH'18107HNHο=杂化3sp不等性sp3杂化2ps2N：2s22p3'ο30104HOH=OH2杂化3sp2ps23spO：2s22p4例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数中心原子杂化轨道类型杂化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl3直线形直线形平面三角形正四面体V形三角锥形180°180°120°109.5°109.5°104.5°107.3°107.3°课堂练习例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数中心原子杂化轨道类型杂化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直线形直线形平面三角形正四面体180°180°120°109.5°直线形直线形平面三角形正四面体V形三角锥形180°180°120°109.5°109.5°104.5°107.3°107.3°课堂练习1、下列分子或离子中，空间构型为V型的是(）A、CS2B、H2SeC、HCND、IClＢ思考、讨论3、下列分子和离子中，中心原子的价电子对几何构型为四面体，且分子(离子)空间构型为V形的是（）A、NH4+B、SO2C、H3O+D、OF2Ｄ2、下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体（）A、CHCl3B、CH3ClC、BBr3D、SnCl4Ｄ思考、讨论分子中心原子的价电子对数电子对的空间排布中心原子的孤对电子对分子的空间构型中心原子的杂化轨道类型SiCl4CS2BF3PCl3OF2SO2423443正四面体0正四面体SP3直线直线0SPSP3SP2SP3SP2平面三角形2平面三角形正四面体正四面体平面三角形011三角锥V形V形课堂练习等电子原理具有相同价电子数(指全部电子总数或价电子总数)和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这个原理称为“等电子原理”。符合此条件的分子或离子互为等电子体。利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的空间构型。1．N2、CO、CN－、OH-，都是双原子分子或离子，价电子总数为10，两个原子间都以叁键相结合，叁键中有1个σ键，2个π键。2．CO2、N－3、OCN－、SCN－、NO＋2，都含有3个原子，价电子总数为16，具有相同的结构，都是直线形分子，中心原子上都采取sp杂化轨道，形成直线形骨架，键角为180°。3．SO2、O3、NO－2，都含有3个原子，价电子总数为18，中心原子采取sp2杂化类型，价电子对的空间理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤电子对(处于分子平面上)，分子空间构型为V形(或角形、折线形)。4．CO2－3、NO－3、SO3等离子或分子具有相同的通式：AX3，价电子总数为24，有相同的结构，都是平面三角形，中心原子上没有孤电子对，故采取sp2杂化类型。5．CCl4、SiCl4、SO2－4、SiO4－4、PO3－4等粒子具有相同的通式：AX4，价电子总数为32，中心原子有4个σ键，故取sp3杂化类型，呈正四面体构型。6．等电子体不仅有相似的空间构型，而且有相似的性质。如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体AlP、GaAs也是良好的半导体材料。1.SP型的三种杂化杂化类型SPSP2SP3杂化轨道间夹角空间构型实例价电子对数n180°120°109.5°直线形正三角形正四面体BeCl2C2H2BF3C2H4CH4CCl4课堂小结ABm型分子的价电子对数n的确定=2中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×m±离子电荷数n342