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第二节 分子的空间结构
第2课时
第二章 分子结构与性质
考点
VSEPR模型判定
价层电子对
互斥模型
01
02
三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？
1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。
这种理论模型后经吉列斯比和尼霍尔姆在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR
孤电子对：未用于形成共价键的电子对
问题1：请同学们观察上述分子的电子式，找出它们成键电子的不同点？
孤电子对
成键电子对
价层电子对互斥模型
问题2：请同学们观察上述分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分析结构不同的原因
价层电子对互斥模型
成键电子对
孤电子对
结论：由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。
价层电子对互斥模型
孤电子对
成键电子对
分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的成键电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关，两者合称为中心原子的“价层电子对”。
价层电子对
价层电子对互斥模型
ABn型
价层电子对互斥模型(VSEPR model)
中心原子A的价层电子对(包括成键的 和未成键的 )之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对____________最弱的那种结构，以使彼此之间 最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定。
σ键电子对
孤电子对
相互排斥
斥力
分子或离子
简单地说，分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥的结果。
价层电子对互斥模型
※ σ键电子对数的计算
由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。
※ 中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
如：H2O分子中O有 对σ键电子对。NH3分子中N有 对σ键电子对。
2
3
H2O
NH3
若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥模型把双键或三键作为一对电子对看待
价层电子对互斥模型
价层电子对计算
※ 中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
价层电子对互斥模型
价层电子对计算
※ 中心原子上的孤电子对数的计算
方法一：根据电子式直接确定
H O H
·
·
·
·
·
·
·
·
H C H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
H
H N H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
方法二：依据公式计算
孤电子对数＝ (a xb)
1
2
孤电子对数＝ (a xb)
1
2
a 中心原子的价层电子数
主族元素
阳离子
阴离子
x 与中心原子结合的原子数
b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
H
其他原子
＝最外层电子数
＝中心原子的价层电子数﹣离子的电荷数
＝中心原子的价层电子数﹢离子的电荷数
＝1
＝8﹣该原子的价层电子数
例如：SO2的中心原子为S，S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a＝6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x＝2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b＝2。所以，SO2 中的中心原子S上的孤电子对数为1
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
CO2
SO2
CO32-
NH4＋
C
4+2＝6
3
2
N
(6-3×2)÷2＝0
5-1＝4
4
1
例1、计算中心原子上的孤电子对数
(4-4×1)÷2＝0
C
4
2
2
S
(4-2×2)÷2＝0
6
2
2
(6-2×2)÷2＝1
价层电子对互斥模型
价层电子对的空间结构 (即VSEPR模型)
价层电子对数目
VSEPR模型
直线形
平面三角形
正四面体形
2
3
4
VSEPR模型的应用——预测分子空间结构
由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型，略去VSEPR模型中的中心原子上的 ，便可得到分子的空间结构。
孤电子对
※ 中心原子不含孤电子对
分子 或离子 σ键电子 对数 孤电子 对数 VSEPR模型及名称 分子(或离子)的
空间结构及名称
CO2
CO32-
CH4
2
0
3
0
4
0
直线形
直线形
平面三角形
平面三角形
正四面体形
正四面体形
※ 中心原子含孤电子对
VSEPR模型的应用——预测分子空间结构
分子 或离子 价层电子 对数 孤电子 对数 VSEPR模型及名称 分子(或离子)的
空间结构及名称
NH3
H2O
SO2
1
4
四面体形
三角锥形
2
4
四面体形
V形
1
3
平面三角形
V形
※ 由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。
注意事项
※ 价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
※ 价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：
孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子对＞成键电子对－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。
VSEPR模型的应用——预测分子空间结构
01
计算中心原子的成键电子对数＝结合原子数
03
价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
05
略去孤电子对，确定分子的空间结构
02
计算中心原子上的孤电子对数
04
确定VSEPR理想模型
价层电子对互斥模型
预测分子的空间结构的步骤
例1、实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°，为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？
109°28′
H
C
H
H
H
107°
N
H
H
H

105°
O
H
H


解析：CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小。
路易斯结构
路易斯观点:
两个原子各取出一个电子配成对，通过共用电子对来形成物质；
8电子稳定构型——八隅律；
“共用电子对”——共价键，即路易斯共价键理论；
分子中还存在未用干形成共价键的非键合电子，又称孤对电子添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。
示例:
S
O
O
O
















1、下列物质中，分子的空间结构与氨分子相似的是( )
A. CO2 B. H2S
C. PCl3 D. SiCl4
C
2、下列微粒中，中心原子含有孤电子对的是( )
A. SiH4 B. H2O
C. CH4 D. NH4+
B
3、若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，判断下列说法中正确的是( )
A. 若n＝2，则分子的空间结构为V形
B. 若n＝3，则分子的空间结构为三角锥形
C. 若n＝4，则分子的空间结构为正四面体形
D. 以上说法都不正确
C
4、有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其
球棍模型如图所示： ， 。下列说法错误的是( )
A. X的组成为CH3＋ B. Y的组成为CH3－
C. X的价层电子对数为4 D. Y中键角小于120°
C
5、美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是( )
C
6.(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间结构。 ____________；CS2________；AlBr3(共价分子)____________。
(2)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子_____，三角锥形分子_____，四面体形分子_____。
正四面体形
直线形
平面三角形
BF3　 NF3　 CF4
(3)为了解释和预测分子的空间结构，科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是____________________________________；另一类是_____________________。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是_____，NF3的中心原子是_____；BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形的原因__________________________________________________________
_______________________________________________________________________
__________________________________________________________。
中心原子上的价电子都用于形成共价键
中心原子上有孤电子对
B
N
BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子
中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形
价层电子对互斥模型
VSEPR模型判定
提出者和发展
成键电子的特点
价层电子对的计算
判定方法
应用——预测分子空间结构
内容
第二节　
分子的空间结构
第2课时
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