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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
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同 同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？
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
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。
1.借助实物模型、计算机软件模拟等多种直观手段，充分发挥学生搭建分子结构模型等活动的作用，降低教学内容的抽象性，促进学生对价电子对互斥理论的理解和认识。（宏观辨识与微观探析）
2.选用熟悉的实验事实，以及教材中的相关案例为素材，激发学生的学习兴趣，帮助学生建立结构与性质之间的联系。（证据推理与模型认知）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
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阅读教材，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。
【阅读学习】
基本观点：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，尽可能趋向于彼此远离。
价(层)电子对互斥理论(模型)
杂化轨道数=中心原子的价电子对数 = 成键电子对 + 孤电子对
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。
【注意】
确定分子(ABm)空间构型的简易方法：（VSEPR法）
（1）成键电子对(bp)的确定
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=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-、BF3、CCl4、PCl5、SF6
2
σ键电子对
3
3
4
3
4
5
6
按照公式，请同学们试计算上述物质中中心原子的孤电子对数。
H2O、NH3、SO3、SO42-、BF3、CCl4、PCl5、SF6
2 1 0 0 0 0 0 0
（2）孤电子对(lp)的确定
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-、BF3、CCl4、PCl5、SF6
σ键数 2 3 3 4 3 4 5 6
孤电子对 2 1 0 0 0 0 0 0
价电子对 4 4 3 4 3 4 5 6
杂化轨道 4 (sp3) 4(sp3) 3(sp2) 4(sp3) 3 (sp2) 4(sp3) 5 6
（3）中心原子的价层电子对数
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
（4）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。
不同价电子对数及在空间的分布形状（VSEPR模型）
2 　 3 4 5 6
直线形
平面三角形
正四面体
三角双锥体
正八面体
注意：
价电子对互斥理论模型说的是价电子对（即杂化轨道）的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对空间结构，不包括孤电子对。
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°)。
思考
【拓展视野】
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:
①三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键
②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)
等电子体原理
具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。
等电子原理的某些应用：
（1）判断一些简单分子或离子的立体构型：等电子体一般有相同的空间构型和化学键类型。
（2）制造新材料方面的应用。
等电子体有相似的化学性质。
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-、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-
价层电子对数
价层电子对
互斥理论
VSEPR模型
略去孤电子对
分子的空间结构
σ键电子对
中心原子上的
孤电子对数目
1、根据等电子原理，判断下列各组分子属于等电子体的是（ ）
A、H2O、H2S B、HF、NH3
C、CO、CO2 D、NO2、SO2
A
2、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
B
3、对SO2与CO2说法正确的是( )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化轨道
C.S原子和C原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构
D
4.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CHCl3分子等。下列说法正确的是(　　)
A．H2O2分子中的O原子为sp2杂化
B．CO2分子中的C原子为sp杂化
C．BF3分子中的B原子为sp3杂化
D．CHCl3分子中C原子为sp2杂化
B
5.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：
(1)AsCl3分子的空间结构为________，其中As的杂化轨道类型为________。
(2)CS2分子中C原子的杂化轨道类型是____，分子的空间结构为________。
(3)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________。
三角锥形　
sp3
sp
直线形
sp3、sp2

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