蘇教版高中化學(xué)選擇性必修2 專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 4.1.2價層電子對互斥模型 課件

價層電子對互斥模型1.了解等電子體的概念及判斷方法，能用等電子原理解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì)，結(jié)合實例說明“等電子原理”的應(yīng)用。2．了解價層電子對互斥理論，通過對價層電子對互斥模型的探究，建立判斷分子空間結(jié)構(gòu)的思維模型。為什么分子會呈現(xiàn)不同的空間結(jié)構(gòu)？CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么類型的雜化軌道？180°105°107°120°NH3

空間結(jié)構(gòu)：三角錐形鍵角：107°18′氮原子的3個sp3雜化軌道與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N-Hσ鍵，其中1個sp3雜化軌道中占有孤電子對。sp3雜化2s2p未用于形成共價鍵的電子對孤電子對H2O

空間結(jié)構(gòu)：V形鍵角為：104°30′sp3雜化2s2p109°28′孤電子對109°28′氧原子的2個sp3雜化軌道與2個氫原子的1s原子軌道重疊形成2個O-Hσ鍵，其中2個sp3雜化軌道中占有孤電子對?；瘜W(xué)式

電子式

結(jié)構(gòu)式CO2H2OCH2ONH3CH4成鍵電子對孤電子對O=C=OOHHO=CHH由于中心原子的孤電子對占有一定空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。分子的空間結(jié)構(gòu)除了和中心原子與結(jié)合原子間的電子對有關(guān)，還和中心原子的孤電子對有關(guān)。分子中的價電子對（包括成鍵電子對和孤電子對）由于相互排斥作用，而趨向于盡可能彼此遠(yuǎn)離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間結(jié)構(gòu)。內(nèi)容:分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子的“價電子對”相互排斥的結(jié)果。能量最低最穩(wěn)定價電子對互相排斥盡可能遠(yuǎn)離價層電子對互斥(VSEPRmodels)模型價電子對的計算ABm型分子的價電子對計算方法對于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子的價電子對數(shù)可以通過下式確定：2中心原子的價電子數(shù)+每個配位原子提供的價電子數(shù)×mn=對于主族元素，等于原子的最外層電子數(shù)，如：C為4個，N為5個；對于陽離子，等于價電子數(shù)-離子電荷數(shù)，如：NH4+為5-1=4個；對于陰離子，等于價電子數(shù)+|離子電荷數(shù)|，如：PO43-為5+3=8個。作為配位原子，鹵素原子、氫原子提供1個價電子，氧原子和硫原子按不提供價電子計算；作為中心原子，鹵素原子按提供7個價電子計算，氧族原子按提供6個價電子計算；為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，H為1，其他原子＝8－該原子的價電子數(shù)。如：O為2、N為3（化合價數(shù)）2中心原子的價電子數(shù)+每個配位原子提供的價電子數(shù)×mn=價電子對的計算價電子對數(shù)空間結(jié)構(gòu)234直線形平面三角形正四面體形109°28′價電子對（n）分布的幾何構(gòu)型價電子對互斥模型（VSEPR模型）的用途預(yù)測分子或離子的空間構(gòu)型價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)判斷VSEPR理想模型略去孤電子對得到分子空間結(jié)構(gòu)中心原子無孤電子對的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空間結(jié)構(gòu)。若有：先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)思考：實驗測得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°,為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？105°107°109°28′預(yù)測分子或離子的空間構(gòu)型

價層中的σ成鍵電子對與孤對電子都要占有雜化軌道,且相互排斥,其中孤對電子對成鍵電子的排斥能力較強(qiáng),故偏離109.28°,變成為鍵角107.3°。三角錐形H2OOHH：：略去孤電子對角形H2O鍵角：104.5°預(yù)測分子或離子的空間構(gòu)型如果分子中中心原子的雜化軌道上存在孤電子對，由于孤電子對比成鍵電子對更靠近中心原子的原子核，因而價電子對之間的斥力大小順序為：隨著孤電子對數(shù)目的增多，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用增強(qiáng)，使得成鍵電子對與成鍵電子對之間的鍵角也被“壓縮”而減小。孤電子對與孤電子對之間的斥力>孤電子對與成鍵電子對之間的斥力成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力>分子或離子孤電子對數(shù)價電子對數(shù)VSEPR理想模型VSEPR理想模型名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱CO20SO21CO32-0NH4+02334直線形平面三角形平面三角形正四面體形直線形V形平面三角形正四面體形二、等電子原理1.等電子原理的內(nèi)容化學(xué)通式相同且價電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵類型等結(jié)構(gòu)特征。CONN原子總數(shù)價電子數(shù)空間結(jié)構(gòu)鍵能kJ/mol熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃溶解度25℃CO210直線形1071.1-205-1912.3mlN2210直線形946-210-1951.6ml1個σ鍵和2個π鍵可以判斷一些簡單分子或原子團(tuán)的空間結(jié)構(gòu)。2.應(yīng)用舉例二、等電子原理例如，SiCl4、SiO44－、SO42－的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體立體結(jié)構(gòu)。制造新材料：晶體硅、鍺是良好的半導(dǎo)體材料，它們的等電子體磷化鋁（AlP）、砷化鎵（GaAs）也都是良好的半導(dǎo)體材料。價電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)電子對的排列方式價層電子對互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)實例202直線形直線形BeCl2、CO2根據(jù)分子中成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子空間結(jié)構(gòu)ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)價電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)電子對的排列方式價層電子對互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)實例330平面三角形平面三角形BF3、BCl3V形PbCl221ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)價電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)電子對的排列方式價層電子對互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)實例440四面體形正四面體形CH4、CCl4三角錐形NH331V形H2O22ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)2、常見分子、離子立體構(gòu)型1、價層電子對互斥理論分子(或離子)構(gòu)型，主要取決于價電子對數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤對電子對數(shù)價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)→VSEPR模型→中心原子有無孤對電子→決定分子立體構(gòu)型3.等電子體原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子。具有相似的化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)相近。1、多原子分子的立體結(jié)構(gòu)有多種，三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有

形和

形，大多數(shù)四原子分子采取

形和

形兩種立體結(jié)構(gòu)，五原子分子的立體結(jié)構(gòu)中最常見的是

形。

2、下列分子或離子中，不含有孤對電子的是

。

A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其鍵角由小到大的順序為

。

直線V平面三角