高二、价层电子对互斥理论

形形色色的分子分子类型 立体构型 结构式 键角 比例模型球棍模型CO 2直线形O===C===O180°H 2O V 形 H —OH 105°CH 2O 平面三角形 H —C —HO 120°NH 3 三角锥形 H —N —HH 107°CH 4 正四面体 H —C —HHH 109°28′问题1．五原子分子都是正四面体结构吗？【提示】 不是，如CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3等，虽为四面体结构，但由于碳原子所连的四个原子不相同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构。

价层电子对互斥理论1．理论要点价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。

价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。

2．价层电子对数的计算（中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数＋12(a －xb )）(1)σ键电子对数的计算：σ键电子对数可由分子式确定，中心原子有几个σ键，就有几对σ键电子对。

如H 2O 分子中σ键电子对数为2，NH 3分子中σ键电子对数为3。

(2)孤电子对数的计算：中心原子上的孤电子对数＝21(a －xb )a 为中心原子的价电子数；x 为与中心原子结合的原子数；b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．VSEPR 模型和分子的立体构型H 2O 的中心原子上有2对孤电子对，与中心原子上的σ键电子对相加等于4，它们相互排斥形成四面体形VSEPR 模型。

略去VSEPR 模型中的中心原子上的孤电子对，因而H 2O 分子呈V 形。

问题2．如何确定CO 32－和NH 4＋的中心原子的孤电子对数？阳离子：a 为中心原子的价电子数减去离子的电荷数(绝对值)，故NH 4＋中中心原子为N ，a ＝5－1，b ＝1，x ＝4，所以中心原子孤电子对数＝21(a －xb )＝21(4－4×1)＝0。

第二节分子的立体构型第一课时形形色色的分子、价层电子对互斥理论一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1.2015·试题调研下列分子或离子中，不含孤电子对的是()A．H2O B．H3O＋C．NH3D．NH＋42.2015·大连高二检测在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是()A．NF3B．CH－3C．CO2D．H3O＋3．下列分子呈平面三角形的是()A．HgCl2B．BF3C．TeCl4D．SF64.2015·经典习题选萃用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是()A．直线形三角锥形B．V形三角锥形C．直线形平面三角形D．V形平面三角形5．(双选)2015·试题调研六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应。

下列有关六氟化硫的推测正确的是()A．六氟化硫易燃烧生成二氧化硫B．六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构C．六氟化硫分子中的S—F键都是σ键，且键长、键能都相等D．六氟化硫分子中只含极性键6.2015·山西高二检测用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是()A．NH＋4为正四面体形B．CS2为V形C．HCN为V形D．PCl3为平面三角形7.2015·经典习题选萃若AB n的中心原子A上没有孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是()A．若n＝2，则分子的立体构型为V形B．若n＝3，则分子的立体构型为三角锥形C．若n＝4，则分子的立体构型为正四面体形D．以上说法都不正确8．下列说法中，正确的是()A．由分子构成的物质中一定含有共价键B．形成共价键的元素不一定是非金属元素C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′D．CO2和SO2都是直线形分子9.2015·河南高二检测下列说法中正确的是()A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′C．NH＋4的电子式为，离子呈平面正方形结构D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强10．下列说法中，正确的是()A．由分子构成的物质中一定含有共价键B．形成共价键的元素一定是非金属元素C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′D．不同的原子的化学性质可能相同二、非选择题(本题包括5小题，共50分)11．(6分)2015·试题调研硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角接近90°，说明H2S分子的空间构型为________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键夹角是180°，说明CO2分子的空间构型为________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的空间构型为________。

2.2.2 价层电子对互斥理论【课程目标】一、新课导入【问题情境】为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形而不是正方形？二、学生讨论（对照学案分组讨论、同步板书）三、聚焦展示学习目标一、用“气球空间互斥”类比“电子对互斥”并展示成果【思考交流】三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？【学生活动】写出分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分析结构不同的原因。

解释：由于中心原子的对占有一定空间，对其他成键电子对存在，影响其分子的空间结构。

分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的对有关，还和中心原子的有关，两者合称为。

学习目标二、价层电子互斥理论【思考交流】实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？解释：相较成键电子对，孤电子对有较大的排斥力1、理论要点价层电子对互斥理论认为，分子的空间结构是中心原子周围“ ”相互排斥的结果。

价层电子对是指分子中的上与结合原子间的电子对，包括和中心原子上的。

多重键只计其中的σ键电子对，不计。

2、根据VSEPR预测分子的空间结构。

①中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。

①中心原子有孤电子对的分子：先判断VSEPR理想模型，后略去，便可得到分子的空间结构【展示】思路：价层电子对→互相排斥→尽可能远离→能量最低最稳定1．中心原子不含孤电子对及名称直线形直线形平面三角形平面三角形CH 4 0正四面体形 正四面体形2【针对练习】判断题（正确选A错误选B ） 1.价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数( )2.NH 3分子中中心原子上有一个未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强( )3.N H 4+的电子式为 ，离子呈平面正方形结构( )4.CH 4中C —H 间的键角为109°28'，NH 3中N —H 间的键角为107°，H 2O 中O —H 间的键角为105°，说明孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力( ) 【思考交流】如何计算价层电子对数？ 学习目标三、价层电子对数的计算(1)σ键电子对数的计算σ键电子对数可由分子式确定，中心原子有几个σ键，就有几对σ键电子对。

7.3.3 价层电子对互斥理论（VSEPR）1940年由西奇维克（N.V.Sidgwick）提出的价层电子对互斥理论，可以相当成功地简便地判断许多共价型分子的几何构型。

1．分子几何学分子的形状或分子内某个部位的形状（几何构型），对于化学反应致关重要，也与其物理性质密切相关。

知道分子的几何构型，就可以确定其对称类型，这对简化近似求解体系的波函数也很重要。

研究分子构型的学科叫分子几何学。

（1）几何构型与分子设计。

人接触路易氏毒气后，皮肤严重烧伤，肺和支气管迅速遭到损害，最终导致死亡。

原因是毒剂破坏了人体内含硫酶的生物活性。

英国人在可能遭到路易氏毒气袭击前就研制了一种具有特定结构和电子密度分布的解毒剂，它可以和砷形成稳定的配合物。

另外，失能剂的设计、催化剂的设计，以及在超分子中分子间的识别、自组装等都有分子几何构型匹配的问题。

（2）分子几何构型与气味。

有人将气味分成七种类型，即樟脑型、醚型、花香型、麝香型、薄荷型、辛辣型及腐臭型。

其它气味则是两种或几种气味的混合。

每种气味都与人的嗅觉系统中适当形状的神经末梢的感受器相适应。

例如六氯乙烷和环辛烷组成不同，但分子形状相似，都能与一个半球形感受器相匹配，因而都有樟脑型气味。

（3）分子几何构型与对称性。

甲烷是气体，易燃；而四氯化碳是液态，阻燃。

但是由于它们具有相同的四面体构型（相同的对称性），因此它们都是非极性分子，都没有旋光性等。

互为镜像的对应异构体往往也具有不同的性质。

如四嘧唑（驱虫灵）只有左旋的有药物作用，而右旋的没有。

农药、抗癌药物也有同样情况。

通过考察分子的成键过程后，不难发现分子的几何形状是与分子的电子结构相对应。

因此，尽管分子的几何形状千差万别，但都能从其内部的电子结构和分子中原子间相互作用找到根据。

价层电子对互斥理论就是讨论如何预测和研究分子的静态构型。

2．价层电子对互斥理论（1）价层电子对互斥理论的基本要点：价层电子对互斥理论认为，在一个多原子共价分子中，中心原子周围配置的原子或原子团（一般称之为配位体）的相对位置，主要决定于在中心电子的价电子层中电子对的互相排斥，它们（在保持与核一距离的情况下）趋向于尽可能的远离，使斥力最小，分子最稳定。