42价层电子对互斥理论

第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论探究价层电子对互斥理论研读教材·自主认知一、形形色色的分子1.三原子分子:其立体构型有_____形和__形两种。例如,化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CO2O＝C＝O_____________H2O__________180°105°直线形V形直线V2.四原子分子:大多数采取_________形和_______形两种立体构型。例如,化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CH2O_________________NH3________________120°107°平面三角形三角锥形平面三角三角锥3.五原子分子:其可能的立体构型更多,最常见的是_________形。例如,化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CH4____________________CCl4____________________109°28'109°28'正四面体形正四面体形正四面体二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论:分子中的价层电子对(包括___________和_____________________)由于_________作用,而趋向尽可能彼此远离以减小_____,分子尽可能采取_____的空间构型。2.价层电子对的确定方法:σ键电子对中心原子上的孤电子对相互排斥斥力对称计算方法axb分子中心原子的_________与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子最多能接受的电子数阳离子中心原子的__________________________与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子最多能接受的电子数阴离子中心原子的__________________________与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子最多能接受的电子数价电子数价电子数减去离子的电荷数价电子数加上离子的电荷数3.价层电子对互斥模型的两种类型:(1)当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致。分子或离子CO2CH4中心原子上的孤电子对数000分子或离子的价层电子对数______VSEPR模型VSEPR模型名称_____________________________23CO234直线形平面三角形正四面体形分子或离子CO2CH4分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称____________________________23CO直线形平面三角形正四面体形(2)当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。分子H2ONH3中心原子上的孤电子对数____分子的价层电子对数____VSEPR模型VSEPR模型名称__________________分子的立体构型分子的立体构型名称_____________2144四面体形四面体形V形三角锥形合作探究·核心归纳1.已知H2O2和P4的结构如下:H2O2P4根据二者的结构,回答下列问题:(1)四原子分子都为平面三角形或三角锥形吗?提示:不是。如H2O2和P4都是四原子分子,但是H2O2的分子构型是一个二面角构型,P4为正四面体形。(2)空间构型相同的分子,其键角完全相同吗?提示:不一定。如P4和CH4都是正四面体形,但是P4的键角为60°,CH4的键角为109°28′。2.试结合价层电子对数的计算公式,探究以下问题:(1)如何计算SO2的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数?提示:SO2分子中的中心原子是S,成键电子对数为2;孤电子对数=(a-xb)=(6-2×2)=1;价层电子对数=2+1=3。1212(2)请分析计算和的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数与计算SO2的有什么区别。提示:它们在计算中心原子的价电子数时不同,中的氮原子外层有5个电子,而计算a时却为(5-1),说明阳离子在计算a时为中心原子的价电子数减去阳离子所带电荷数;中C的价电子数为4,而计算a时却为(4+2),说明阴离子在计算a时为中心原子价电子数加上阴离子所带的电荷数(绝对值)。23CO4NH4NH23CO(3)根据价层电子对互斥理论,判断的VSEPR模型和的立体构型。提示:中心氮原子上的孤电子对数为(a-xb),其中a=5-1=4,x=4,b=1,所以(a-xb)=0,即的孤电子对数为0;其中σ键数为4,所以的VSEPR模型与立体构型均为正四面体形。4NH4NH12124NH4NH4NH3.五原子分子都是正四面体结构吗?提示:不是,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,虽为四面体结构,但由于碳原子所连的四个原子不相同,四个原子电子云的排斥力不同,使四个键的键角不全相等,所以并不是正四面体结构。4.一个分子的VSEPR模型与分子的真实空间构型一致吗?提示:不一定一致。只有孤电子对数为0时,分子的立体构型与VSEPR模型才一致。【归纳总结】用价层电子对互斥理论推断粒子空间构型的步骤利用VSEPR理论预测分子立体构型的思路为:σ键电子对数+孤电子对数=价层电子对数VSEPR模型分子(或离子)的立体构型。(1)确定中心原子的价层电子对数:正确确定σ键数和a、x、b的值是计算价层电子对的关键,也是判断预测VSEPR模型和立体构型的关键。(2)确定价层电子对的空间构型:由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能相互远离。价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系:价层电子对数目23456价层电子对构型直线形三角形四面体三角双锥八面体(3)分子空间构型确定:根据分子中成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子几何构型。如表:分子类型中心原子空间构型AB2有孤电子对V形无孤电子对直线形AB3有孤电子对三角锥形无孤电子对平面三角形AB4无孤电子对四面体形过关小练·即时应用1.用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型:BeCl2:,SCl2:,BF3:,PF3:,:,:。4NH23SO【解题指南】解答本题需注意以下3点:(1)先确定每个结构中成键电子对数及孤电子对数。(2)再根据VSEPR模型判断分子或离子的立体构型。(3)注意孤电子对对分子构型的影响。【解析】根据各分子的电子式和结构式,分析中心原子的孤电子对数,依据中心原子连接的原子数和孤电子对数,确定VSEPR模型和分子的空间构型。具体如下:分子或离子中心原子孤电子对数分子或离子的价层电子对数VSEPR模型空间构型结构式BeCl202直线形直线形Cl—Be—ClSCl224四面体V形BF303平面三角形平面三角形PF314四面体三角锥形分子或离子中心原子孤电子对数分子或离子的价层电子对数VSEPR模型空间构型结构式04正四面体正四面体形14四面体三角锥形4NH23SO答案:直线形V形平面三角形三角锥形正四面体形三角锥形2.若ABn分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,根据价层电子对互斥理论,下列说法正确的是()A.若n=2,则分子的立体构型为V形B.若n=3,则分子的立体构型为三角锥形C.若n=4,则分子的立体构型为正四面体形D.以上说法都不正确【解析】选C。若中心原子A上没有未成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的立体构型为直线形;n=3时,分子的立体构型为平面三角形;当n=4时,分子的立体构型为正四面体形。【补偿训练】用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为()A.正四面体形B.V形C.三角锥形D.平面三角形【解析】选D。SO3中的硫原子表现+6价,硫原子的价电子全部用于形成了共价键,硫周围有3个氧原子,故选D。