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第2章 微粒间的相互作用于物质性质
第2节 共价键与分子的空间结构
第2课时 价电子对互斥理论(VSEPR模型)
学习目标 核心素养培养
1.理解价电子对互斥理论和等电子原理,能根据有关理论、原理判断简单分子或离子的空间结构。 证据推理与模型认知
2.了解等电子理论,能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。 宏观辨识与微观探析
知识体系
阅读课本第49~50页，了解价层电子对互斥理论的基本观点；中心原子的孤电子对数的计算方法；价层电子对互斥理论预测分子空间结构的方法
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2．价(层)电子对互斥理论(模型)
①分子中的中心原子的价电子对——成键电子对(bp)和孤电子对(lp)由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。
⑴价电子对互斥理论的基本观点
②两个原子间的成键电子不论是单键还是多重键，都看作一个空间取向；多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对，一对孤电子对可看作一个空间取向。
①通过化学式确定中心原子的σ键电子对数
⑵ABn型分子价电子对互斥理论推测分子空间结构的方法(步骤)
④根据中心原子的价层电子对数确定价电子对存在的空间取向(VSEPR模型)(杂化轨道的空间构型)
②计算中心原子的孤电子对数
③确定中心原子的价层电子对数
中心原子的价层电子对数=σ键电子对数＋孤电子对数＝杂化轨道数
⑤利用VSEPR模型和中心原子存在的孤电子对及多重键情况，推测出分子的空间结构。
价电子对存在的空间取向尽量彼此远离,
①通过化学式确定中心原子的σ键电子对数
中心原子的σ键电子对数等于和中心原子成键的原子数(即中心原子的配位数)。
如：H2O、NH3、SO3、SO42-、HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6
2
σ键电子对
3
3
4
2
3
4
5
6
按照公式，试计算上述物质中中心原子的孤电子对数。
②计算中心原子的孤电子对数
H2O、NH3、SO3、SO42-、HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6
2 1 0 0 0 0 0 0 0
③确定中心原子的价层电子对数
中心原子的价层电子对数=σ键电子对数＋孤电子对数＝杂化轨道数
如：H2O、NH3、SO3、SO42-、HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6
σ键数 2 3 3 4 2 3 4 5 6
孤电子对 2 1 0 0 0 0 0 0 0
价电子对 4 4 3 4 2 3 4 5 6
④(VSEPR模型)(杂化轨道的空间构型)
价电子对数 2 3 4 5 6
VSEPR模型 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥 正八面体
杂化轨道 4 (sp3) 4(sp3) 3(sp2) 4(sp3) 2(sp) 3 (sp2) 4(sp3) 5 6
价电子对存在的空间取向尽量彼此远离。
⑤利用VSEPR模型和中心原子存在的孤电子对及多重键情况，推测出分子的空间结构。
价电子对数 成键对数 孤电子对数 价电子对空间结构 （VSEPR模型） 中心原子的杂化方式 分子空间结构 实例
2 2 0 直线形 sp 直线形 BeCl2
3 3 0 平面三角形 sp2 平面三角形 BF3、SO3
2 1 角形(V形) SO2
4 4 0 四面体形 sp3 四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 角形(V形) H2O
5 5 0 三角双锥 三角双锥 PCl5
6 6 0 正八面体 正八面体 SF6
⑶电子对之间的排斥与分子空间结构
当价电子对包含孤电子对且成键电子对中也有多重键时,由于它们之间的斥力不同,会对分子的空间结构产生影响。通常,多重键、成键电子对与孤电子对的斥力大小顺序可定性地表示为:
三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键
孤电子对(lp)—孤电子对(lp) 孤电子对(lp)—成键电子对(bp)>成键电子对(bp)—成键电子对(bp)
1、俗称光气的二氯甲醛分子(COCl2)为三角形,但C—Cl键与C==O键之间的夹角为124.1°,C—Cl键与C—Cl键之间的夹角为111.8°,解释其原因。
COCl2为平面三角形分子,但由于C==O键与C—Cl键之间电子对的作用强于C—Cl键与C—Cl键之间电子对的作用,所以使C==O键与C—Cl键之间的夹角增大(>120°),使C—Cl键与C—Cl键之间的夹角减小(<120°)。
(1)互为等电子体应满足的条件
①化学通式相同(原子数)②价电子总数相等。
3、等电子原理
(2)等电子原理的应用
①利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如NH3和H3O＋的空间构型相似(三角锥形)；SiCl4、SO42－、PO43－都呈正四面体构型。
②等电子体不仅有相似的空间构型，且有相似的性质。
⑶等电子体寻找方法：
①同主族、同周期原子替换法；
②空间结构相同微粒。
常见的等电子体
类型 实例 空间结构
双原子10价电子 N2、CO、NO＋、CN- 直线形
三原子16价电子 CO2、CS2、N2O、CNO-、NO2-、SCN-、BeCl2 直线形
三原子18价电子 NO2-、O3、SO2 角形(V形)
四原子24价电子 NO3-、CO32-、BO33-、SiO32-、BF3、SO3 平面三角形
四原子26价电子 NF3、PCl3、NCl3、SO32- 三角锥形
五原子8价电子 CH4、NH4+、SiH4 正四面体形
五原子32价电子 SiF4、CCl4、BF4-、SO42-、PO43- 2.下列分子或离子的中心原子含有孤电子对的是(　　)
A.H2O B.CH4 C.SiH4 D.NH4+
A
3、判断下列离子的空间结构。
三角形
三角锥形
正四面体形
正四面体形
练习：
1、课本练习，第57页5、8题
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