資源簡介

(共25張PPT)
價層電子對互斥模型
第二章 分子結構與性質
為什么分子會呈現不同的空間結構？如何預測分子的空間結構呢？
180°
105°
107°
120°
價層電子對互斥(VSEPR models)模型
預測分子的空間結構
正四面體形 鍵角：109°28′
1、認識微觀結構對分子立體構型的影響，了解共價分子結構的多樣性和復雜性；
2、能計算中心原子上的孤電子對數的計算；
3、在理解價層電子對互斥模型的基礎上，對分子或離子的空間構型進行解釋和預測。
一、價層電子對互斥模型(VSEPR模型)
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。
價層電子對
相互排斥
彼此遠離
能量最低、最穩定
σ鍵電子對
中心原子上的孤電子對
價層電子對
兩個原子間的成鍵電子對不論是單鍵還是多重鍵，都看作一個空間取向(即只計σ鍵電子對，不計π鍵電子對)；一對孤電子對可看作一個空間取向。
因此，我們可以先分析分子中的中心原子的價層電子對存在幾個空間取向，再讓這幾個空間取向盡量彼此遠離，就可以推測出分子的空間結構。
二、價層電子對（σ鍵電子對和未成鍵的孤電子對）
化學式 電子式 結構式
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
成鍵電子對
孤電子對
如何計算中心原子的價層電子對數？
O=C=O
O
H
H
O=C
H
H
中心原子上的價層電子對數目= σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數
分子 中心原子 σ鍵電子對數
H2O O
NH3 N
SO3 S
NH4+ N
NO3- N
2
3
3
（1）σ鍵電子對數的確定
σ鍵電子對數=與中心原子結合的配體原子數
由化學式確定
中心原子
配體原子
----處于“中心”的原子
----與中心原子結合(周圍)的原子
4
3
注：①多重鍵只計算σ鍵電子對，不計π鍵電子對。即，共價單鍵、雙鍵、三鍵計算時，都只計入一個σ電子對。
②該理論不適合中心原子為過渡金屬的分子。
孤電子對數=
2
—
1
(a-xb)
（2）中心原子上的孤電子對數
如：ABX 型粒子
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
分子或離子 中心原子 a x b 中心原子上的孤電子對數
CO2
CO32-
NH4+
H3O+
SO32-
計算中心原子上的孤電子對數= 1/2(a-χb)
C
4
2
2
(4-2×2)÷2＝0
注意：對于離子團，所帶電荷數計入中心原子的價層電子中。
即： a = 中心原子價電子數—電荷數
C
N
4-(-2)=6
3
2
(6-3×2)÷2＝0
5-1=4
4
1
(4-4×1)÷2＝0
O
6-1=5
3
1
(5-3×1)÷2＝1
S
3
2
(8-3×2)÷2＝1
6-(-2)=8
價電子數
結合的原子個數
結合原子最多所能接受的電子數
三、VSEPR模型的應用——預測分子或離子空間結構
（1）基本思路：ABn型分子
價層電子對 互斥理論
判斷VSEPR模型
分子的立體構型
價層電子對數=σ鍵電子對數+孤電子對數
略去
孤電子對
σ鍵電子對數＝結合原子數
中心原子上的孤電子對
價層電子對互斥(VSEPR)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
價層電子對的空間結構(即VSEPR模型)
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
價電子對數 VSEPR 模型 成鍵電子對數 孤對電子對數 分子類型 電子對的排布模型 立體結構 實 例
2
3
直線形
2 0 AB2
直線形
3 0 AB3
平面
三角形
2 1 AB2
V形
O3 SO2
平面
三角形
BF3、BCl3、
SO3
CO2、BeCl2
ABn 型分子的VSEPR模型和立體結構
價電子對數 VSEPR 模型 成鍵電子對數 孤對電子對數 分子類型 電子對的排布模型 立體結構 實 例
4
正四面體
正四
面體
三角
錐形
V形
H2O
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
NH3、NF3
CH4、CCl4
思考與討論
直線形
平面三角形
四面體形
平面三角形
注意：多中心原子的分子，中心原子孤電子對的計算公式不適合。
1、C2H2、C2H4、C2H6、苯分子中碳原子的空間構型如何？
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′？
成鍵電子對相互排斥
一對孤電子對對成鍵電子對排斥
兩對孤電子對對成鍵電子對排斥
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。
拓展：孤電子對影響分子鍵角：
隨著孤電子對數目的增多，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力增大，鍵角減小。
109°28′
107°
105°
2、同為三角錐形結構，鍵角NH3>PH3 而NH3>NF3？為什么“中心原子電負性越大，鍵角越大；配位原子電負性越大，鍵角越小”試給出合理解釋？
因為中心原子的電負性越大，成鍵電子對更靠近中心原子，成鍵電子對之間斥力增大，所以鍵角增大。
配位原子的電負性越大，成鍵電子對遠離中心原子，成鍵電子對之間斥力減小，所以鍵角減小。
電負性O大于S，中心原子電負性越大，共用電子對越靠近中心原子，共用電子對之間的排斥力越大，鍵角越大。
中心原子電負性越大，鍵角越大；周圍原子電負性越大，鍵角越小
3.H2O和H2S都是V形結構，但鍵角：H2O>H2S，分析原因
4.甲醛分子中鍵角：∠H—C=O >∠H—C—H，分析原因。
碳氧雙鍵中有π鍵，排斥作用較強。
同一粒子中不同共價鍵的鍵角，
斥力：雙鍵間＞雙鍵與單鍵間＞單鍵間，則鍵角大小不同。
思考與討論
1、以S和P為例，說明如何根據主族元素在周期表中的位置確定它的價電子數
2、以N和Cl為例，說明如何根據主族元素在周期表中的位置確定它最多能接受的電子數。
S的價電子數是6，P的價電子數是5
N最多能接受的電子數是3，Cl最多能接受的電子數1
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
預測下列微粒的空間結構。
AB2型分子：直線形或V形
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
1.下列微粒的VSEPR模型與空間立體構型一致的是 (　 )
A．BF3 B．SO2 C．H2O D．SO32-
2.下列有關描述正確的是 (　 )
A. NO3-為V形分子
B. ClO3-的空間結構為平面三角形
C. NO3-的VSEPR模型、空間結構均為平面三角形
D. ClO3-的VSEPR模型、空間結構相同
3.以下分子或離子的結構為正四面體，且鍵角為109°28′ 的是 (　 )
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42-
A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤
A
C
C
4.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 　　
5.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

展開更多......

收起↑