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第二節 分子的空間結構
第二章 分子結構與性質
第2課時 價層電子對互斥模型
學習目標
1、理解價層電子對互斥理論的含義。
2、能運用價層電子對互斥模型預測簡單分子的空間結構，發展學生的模型認知能力。
情 景 引 入
同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間構型卻不同
同為四原子分子，CH2O與 NH3 分子的的空間結構也不同
為什么？
CO2
H2O
HCHO
NH3
化學式 電子式 分子空間結構模型 成鍵特點
CO2
H2O
CH2O
NH3
中心原子C最外層電子全部與2個O成雙鍵
中心原子O最外層電子兩個與O成鍵，有2個孤電子對
中心原子C最外層電子2個與O成雙鍵，2個與H鍵成單鍵
中心原子N最外層電子3個與H成單鍵，1對孤電子對
中心原子：對ABn型分子，B圍繞A成鍵，則A為中心原子，
n值為中心原子結合的原子數。
孤電子對：未用于形成共價鍵的電子對。
結 論：
成鍵電子對和孤電子對會影響分子的空間結構。
1.內容：價層電子對互斥模型認為，分子的空間結構是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結果。
分子的
空間結構
中心原子
“價層電子對”
相互排斥
σ 鍵電子對
未成鍵孤電子對(孤電子對)
分子中的“價層電子對” 包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對；
多重鍵只計其中σ鍵的電子對，不計π鍵電子對。
三、價層電子對互斥模型(VSEPR模型)
中心原子價層電子對由于排斥作用，趨于盡可能彼此遠離而減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間結構，分子體系能量最低。
【模型探究】
直線形
平面三角形
正四面體形
2對
3對
4對
價層電子對數：2
價層電子對數：3
價層電子對數：4
價層電子對數：5
價層電子對數：6
直線形
平面三角形
正四面體形
三角雙錐形
八面體形
2．價層電子對的空間結構(即VSEPR模型)
(1)價層電子對數＝σ鍵電子對數+孤電子對數
分子 中心原子 共價鍵 σ 鍵數 σ鍵電子對數
H2O O O－H 2
NH3 N N－H 3
SO2 S S－O 2
S S－O 4
2
3
2
(2)σ鍵電子對數的計算
4
3．價層電子對數的計算
(3)中心原子上的孤電子對數的計算
孤電子對數=
2
—
1
(a-xb)
與中心原子結合的原子數
與中心原子結合的原子最多能接受的電子數
對主族元素：a＝
對于陽離子：a＝
對于陰離子：a＝
價電子數－電荷數
最外層電子數
價電子數＋電荷數（絕對值）
b： H為1，
其他原子=
8﹣該原子的價電子數
中心原子的價電子數
課堂練習1：填寫下表：
分子或離子 中心原子 a x b 中心原子上的孤電子對數
SO2 ___ ___ ___ ___ ___
NH3 ___ ___ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
___ ________ ___ ___ ___
S
6
2
2
1
N
5
3
1
1
N
5－1＝4
4
1
0
N
5＋1＝6
3
2
0
C
4＋2＝6
3
2
0
課堂練習2：
價層電子對數=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對數
化學式 價層電子對數 σ 鍵數 孤電子對數
H2O
SO3
NH3
CO2
PCl3
CH4
SO2
化學式 價層電子對數 σ 鍵數 孤電子對數
HCN
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
NH4+
SO42－
4 2 2
3 3 0
4 3 1
2 2 0
4 3 1
4 4 0
3 2 1
2 2 0
4 2 2
3 3 0
4 3 1
4 4 0
4 4 0
4 4 0
1.分子的空間結構與VSEPR模型一定完全相同。(　　)
2.分子的空間結構不考慮孤電子對,但受孤電子對影響。(　　)
3.VSEPR模型是“價層電子對”間相互排斥,最終達到平衡的結果。(　　)
4.可利用VSEPR模型預測分子的空間結構。(　　)
5.VSEPR模型認為分子內的σ鍵決定分子結構,π鍵與結構無關,因此計算成鍵電子對數時,只考慮σ鍵電子對數,不考慮π鍵電子對數。(　　)
6.用VSEPR模型能預測各種分子的空間結構。(　　)
×
√
√
√
√
×
課堂練習3：
價層電子對互斥模型
略去孤電子
分子（或離子）的空間結構
價層電子對數
VSEPR模型與分子的空間結構一致。
中心原子有孤電子對的分子：
中心原子無孤電子對的分子：
先判斷VSEPR模型，后略去孤電子對，得到分子的空間結構。VSEPR模型與分子的空間結構不一致。
5.預測分子或離子空間結構
σ鍵電子對數
中心原子上的
孤電子對數
+
分子 或離子 σ鍵 電子數 孤電子對數 VSEPR模型 VSEPR 模型名稱 分子或離子的空間結構 分子或離子的空間結構名稱
CO2
CH4
2
3
4
0
0
0
直線形
平面三角形
正四面體形
直線形
平面三角形
正四面體形
（1）中心原子無孤電子對的分子或離子
（2）中心原子有孤電子對的分子
分子 或離子 σ鍵 電子數 孤電子對數 VSEPR模型 VSEPR 模型名稱 分子或離子的空間結構 分子或離子的空間結構名稱
NH3
H2O
SO2
2
2
2
1
1
3
四面體形
V形
V形
四面體形
平面三角形
三角錐形
特別提醒　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。
ABn 型分子的VSEPR模型和立體結構
價層電子對數 VSEPR 模型 σ鍵電子對數 孤對電子對數 分子類型 球棍模型 立體結構
實 例
2
3
平面
三角
形
2 0 AB2
直線形 CO2
3 0 AB3
2 1 AB2
平面三角形 BF3
V形 SO2
小結:
直線形
價層電子對數 VSEPR 模型 σ鍵電子對數 孤對電子對數 分子類型 球棍模型 分子構型
實 例
4
正
四
面
體
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
正四面體 CH4
三角錐形 NH3
V形 H2O
思考與討論
2.為什么NH3和H2O的鍵角比CH4的小呢？
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
109°28′
107°
105°
價層電子對間的斥力大小關系：
1.價層電子對的VSEPR模型與分子的空間結構一定一致嗎？什么時候一致？
提示　不一定一致，中心原子上有孤電子對時，二者結構不一致；當中心原子上無孤電子對時，二者結構一致。
歸納總結
幾種常見分子的空間結構
(1)常見的空間結構為直線形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。
(2)常見的空間結構為V形的分子有H2O、H2S、SO2等。
(3)常見的空間結構為平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。
(4)常見的空間結構為三角錐形的分子有PH3、PCl3、NH3等。
(5)常見的空間結構為正四面體形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等;是四面體形但不是正四面體形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
分子或離子 σ鍵電子對數 孤電子對數 價層電子對數 VSEPR模型 空間結構
HCN
NO2－
NH2－
NO3-
H3O+
SiCl4
CHCl3
NH4+
PO43-
0
1
2
0
1
0
0
0
2
3
4
3
4
4
4
4
直線形
V 形
V 形
平面三角形
三角錐形
四面體
正四面體
正四面體
0
4
正四面體
2
2
2
3
3
4
4
4
4
直線形
平面三角形
四面體
正四面體
正四面體
正四面體
平面三角形
四面體
四面體
課堂練習3：預測下列微粒的空間結構。
AB2型分子：直線形或V形
知 識 小 結
價層電子對
互斥模型
價層電子對互斥模型
價層電子對互斥模型
的應用——預測分子（或離子）空間結構
價層電子對數為=σ鍵電子對數＋孤電子對數
價層電子對相互排斥，趨于盡可能遠離而減小斥力
價層電子對數為2時：直線形
價層電子對數為3時：平面三角形、V形
價層電子對數為4時：四面體形、三角錐形、V形
價層電子對數為5時：常見三角雙錐形
價層電子對數為6時：正八面體形
分子盡可能采取
對稱的空間結構
步驟：價層電子對數→ VSEPR模型→空間結構
AB3型分子：平面三角形或三角錐形
AB4型分子：常見四面體形
分子（或離子）
空間結構
課堂練習4：下列有關價層電子對互斥理論的描述正確的是（ ）
A.價層電子對就是σ鍵電子對
B.孤電子對數由分子式來確定
C.分子的立體構型是價層電子對互斥的結果
D.孤電子對數等于π鍵數
C
課堂練習5：下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤電子對的是 ( 　)
A.H2O B.BeCl2 C.CH4 D.PCl3
D
課堂練習6：多核離子所帶電荷可以認為是中心原子得到電子或失去電子導致的，根據VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面的是（ ）
A.NO2-和NH2- B.H3O+和ClO3- C.NO3-和CH3- D.PO43-和SO42-
A 　　
課堂練習7：下列有關描述正確的是 (　 　)
A. N為V形分子
B. Cl的空間結構為平面三角形
C. N的VSEPR模型、空間結構均為平面三角形
D. Cl的VSEPR模型、空間結構相同
C 　　
課堂練習8：用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預測許多分子或離子的立體構型，有時也能用來推測鍵角大小。下列判斷正確的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子
B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子
C 　　
課堂練習9：運用價層電子對互斥理論推測下列分子或離子的空間結構。
(1) BeCl2 　　 　　　; (2) SCl2　　　 ;
SO32-___________; (4) PF3　　 　 ;
(5) H2Se　　　 ; (6) BBr3____________;
(7) CHCl3　 　　; (8) SiF4____________。
直線形
V形
三角錐形
三角錐形
V形
平面三角形
四面體形
正四面體形
短周期主族元素A、B可形成AB3分子,下列有關敘述正確的是(　　)
A.若A、B為同一周期元素,則AB3分子一定為平面正三角形
B.若AB3分子中的價電子個數為24個,則AB3分子可能為平面正三角形
C.若A、B為同一主族元素,則AB3分子一定為三角錐形
D.若AB3分子為三角錐形,則AB3分子一定為NH3
B
課堂練習10：

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