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第二節 分子的空間結構
第2課時
第二章 分子結構與性質
考點
VSEPR模型判定
價層電子對
互斥模型
01
02
三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，為什么它們的空間結構不同？
1940年，希吉維克和坡維爾在總結實驗事實的基礎上提出了一種簡單的理論模型，用以預測簡單分子或離子的立體結構。
這種理論模型后經吉列斯比和尼霍爾姆在20世紀50年代加以發展，定名為價層電子對互斥模型，簡稱VSEPR
孤電子對：未用于形成共價鍵的電子對
問題1：請同學們觀察上述分子的電子式，找出它們成鍵電子的不同點？
孤電子對
成鍵電子對
價層電子對互斥模型
問題2：請同學們觀察上述分子的電子式，再對照其球棍模型，運用分類、對比的方法，分析結構不同的原因
價層電子對互斥模型
成鍵電子對
孤電子對
結論：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構。
價層電子對互斥模型
孤電子對
成鍵電子對
分子的空間結構除了和中心原子與結合原子間的成鍵電子對有關，還和中心原子的孤電子對有關，兩者合稱為中心原子的“價層電子對”。
價層電子對
價層電子對互斥模型
ABn型
價層電子對互斥模型(VSEPR model)
中心原子A的價層電子對(包括成鍵的 和未成鍵的 )之間由于存在排斥力，將使分子的空間結構總是采取電子對____________最弱的那種結構，以使彼此之間 最小，分子或離子的體系能量最低，最穩定。
σ鍵電子對
孤電子對
相互排斥
斥力
分子或離子
簡單地說，分子的空間結構是中心原子的“價層電子對”相互排斥的結果。
價層電子對互斥模型
※ σ鍵電子對數的計算
由化學式確定，即中心原子形成幾個σ鍵，就有幾對σ鍵電子對。
※ 中心原子價層電子對數＝σ鍵電子對數＋孤電子對數
如：H2O分子中O有 對σ鍵電子對。NH3分子中N有 對σ鍵電子對。
2
3
H2O
NH3
若ABn型分子中，A與B之間通過兩對或三對電子(即通過雙鍵或三鍵)結合而成，則價層電子對互斥模型把雙鍵或三鍵作為一對電子對看待
價層電子對互斥模型
價層電子對計算
※ 中心原子價層電子對數＝σ鍵電子對數＋孤電子對數
價層電子對互斥模型
價層電子對計算
※ 中心原子上的孤電子對數的計算
方法一：根據電子式直接確定
H O H
·
·
·
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·
H C H
·
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·
H
H
H N H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
方法二：依據公式計算
孤電子對數＝ (a xb)
1
2
孤電子對數＝ (a xb)
1
2
a 中心原子的價層電子數
主族元素
陽離子
陰離子
x 與中心原子結合的原子數
b 與中心原子結合的原子最多能接受的電子數
H
其他原子
＝最外層電子數
＝中心原子的價層電子數﹣離子的電荷數
＝中心原子的價層電子數﹢離子的電荷數
＝1
＝8﹣該原子的價層電子數
例如：SO2的中心原子為S，S的價電子數為6(即S的最外層電子數為6)，則a＝6；與中心原子S結合的O的個數為2，則x＝2；與中心原子結合的O最多能接受的電子數為2，則b＝2。所以，SO2 中的中心原子S上的孤電子對數為1
分子或離子 中心原子 a x b 中心原子上的孤電子對數
CO2
SO2
CO32-
NH4＋
C
4+2＝6
3
2
N
(6-3×2)÷2＝0
5-1＝4
4
1
例1、計算中心原子上的孤電子對數
(4-4×1)÷2＝0
C
4
2
2
S
(4-2×2)÷2＝0
6
2
2
(6-2×2)÷2＝1
價層電子對互斥模型
價層電子對的空間結構 (即VSEPR模型)
價層電子對數目
VSEPR模型
直線形
平面三角形
正四面體形
2
3
4
VSEPR模型的應用——預測分子空間結構
由價層電子對的相互排斥，得到含有孤電子對的VSEPR模型，略去VSEPR模型中的中心原子上的 ，便可得到分子的空間結構。
孤電子對
※ 中心原子不含孤電子對
分子 或離子 σ鍵電子 對數 孤電子 對數 VSEPR模型及名稱 分子(或離子)的
空間結構及名稱
CO2
CO32-
CH4
2
0
3
0
4
0
直線形
直線形
平面三角形
平面三角形
正四面體形
正四面體形
※ 中心原子含孤電子對
VSEPR模型的應用——預測分子空間結構
分子 或離子 價層電子 對數 孤電子 對數 VSEPR模型及名稱 分子(或離子)的
空間結構及名稱
NH3
H2O
SO2
1
4
四面體形
三角錐形
2
4
四面體形
V形
1
3
平面三角形
V形
※ 由于孤電子對有較大斥力，含孤電子對的分子的實測鍵角幾乎都小于VSEPR模型的預測值。
注意事項
※ 價層電子對互斥模型不能用于預測以過渡金屬為中心原子的分子
※ 價層電子對之間相互排斥作用大小的一般規律：
孤電子對－孤電子對＞孤電子對－成鍵電子對＞成鍵電子對－成鍵電子對。隨著孤電子對數目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。
VSEPR模型的應用——預測分子空間結構
01
計算中心原子的成鍵電子對數＝結合原子數
03
價層電子對數＝σ鍵電子對數＋孤電子對數
05
略去孤電子對，確定分子的空間結構
02
計算中心原子上的孤電子對數
04
確定VSEPR理想模型
價層電子對互斥模型
預測分子的空間結構的步驟
例1、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′？
109°28′
H
C
H
H
H
107°
N
H
H
H

105°
O
H
H


解析：CH4分子中的C原子沒有孤電子對，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小。
路易斯結構
路易斯觀點:
兩個原子各取出一個電子配成對，通過共用電子對來形成物質；
8電子穩定構型——八隅律；
“共用電子對”——共價鍵，即路易斯共價鍵理論；
分子中還存在未用干形成共價鍵的非鍵合電子，又稱孤對電子添加了孤對電子的結構式叫路易斯結構式。
示例:
S
O
O
O
















1、下列物質中，分子的空間結構與氨分子相似的是( )
A. CO2 B. H2S
C. PCl3 D. SiCl4
C
2、下列微粒中，中心原子含有孤電子對的是( )
A. SiH4 B. H2O
C. CH4 D. NH4+
B
3、若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對，運用價層電子對互斥模型，判斷下列說法中正確的是( )
A. 若n＝2，則分子的空間結構為V形
B. 若n＝3，則分子的空間結構為三角錐形
C. 若n＝4，則分子的空間結構為正四面體形
D. 以上說法都不正確
C
4、有X、Y兩種活性反應中間體微粒，均含有1個碳原子和3個氫原子，其
球棍模型如圖所示： ， 。下列說法錯誤的是( )
A. X的組成為CH3＋ B. Y的組成為CH3－
C. X的價層電子對數為4 D. Y中鍵角小于120°
C
5、美國化學家鮑林教授具有獨特的化學想象力：只要給他物質的分子式，他就能大體上想象出這種物質的分子結構模型。多核離子所帶電荷可以認為是中心原子得失電子所致，根據VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面上的一組是( )
C
6.(1)利用VSEPR模型推斷分子或離子的空間結構。 ____________；CS2________；AlBr3(共價分子)____________。
(2)按要求寫出第二周期非金屬元素構成的中性分子的化學式。
平面三角形分子_____，三角錐形分子_____，四面體形分子_____。
正四面體形
直線形
平面三角形
BF3　 NF3　 CF4
(3)為了解釋和預測分子的空間結構，科學家在歸納了許多已知的分子空間結構的基礎上，提出了一種十分簡單的理論模型——價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是____________________________________；另一類是_____________________。BF3和NF3都是四個原子的分子，BF3的中心原子是_____，NF3的中心原子是_____；BF3分子的空間結構是平面三角形而NF3分子的空間結構是三角錐形的原因__________________________________________________________
_______________________________________________________________________
__________________________________________________________。
中心原子上的價電子都用于形成共價鍵
中心原子上有孤電子對
B
N
BF3分子中B原子的3個價電子都與F原子形成共價鍵，而NF3分子
中N原子的3個價電子與F原子形成共價鍵，還有一對未成鍵的電子對，占據了N原子周圍的空間，參與相互排斥，形成三角錐形
價層電子對互斥模型
VSEPR模型判定
提出者和發展
成鍵電子的特點
價層電子對的計算
判定方法
應用——預測分子空間結構
內容
第二節　
分子的空間結構
第2課時
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