高中化學 第2章第2節(jié) 分子的立體構型第1課時價層電子對互斥模型同步導學課件 新人教版選修3

第二節(jié)分子的立體結構化第1課時價層電子對互斥模型 分子是能獨立存在，并保持物質物理、化學性質的最小單元。與常見物體相比，分子極小，直徑在1010109 m之間，其質量也很小，一般為10271024 kg。化學鍵把許多原子按一定的空間結構排列，形成了分子的構型。不同的分子，構型不同。分子構型對物質的活潑性、極性、狀態(tài)、顏色、磁性和生物活性等性質起著決定性的作用。 那么，原子是怎樣結合成不同構型的分子的呢？ 1認識共價分子的多樣性和復雜性。 2初步認識價層電子對互斥模型。 3能用VSEPR模型預測簡單分子或離子的立體構型。 1能說明CH4分子的5個原子不在同一平面而為正四面體結構的是() A任意兩個鍵之間夾角為10928 B4個CH鍵均為sp 鍵 C4個CH鍵的鍵能相同 D4個CH鍵的鍵長相同 解析：CH4分子的空間結構由兩個鍵之間的夾角決定，只有為正四面體結構，C位于正四面體中心，才有鍵角為10928。分子的空間構型與共價鍵的類型、鍵能無關。 答案：A 1價層電子對互斥理論(VSEPR) 分子中的價層電子對(包括 和)由于 作用，而趨向盡可能彼此遠離以減小 ，分子盡可能采取的空間構型。電子對之間的夾角越大，排斥力 。鍵電子對鍵電子對中心原子上的孤中心原子上的孤電子對電子對相互排斥相互排斥斥力斥力對稱對稱越小越小 2價層電子對的確定方法 3價層電子對互斥理論判斷分子空間構型 (1)中心原子的價電子都參與成鍵的分子價價層電層電子子對數(shù)對數(shù)電子對排電子對排布方式布方式空間空間構型構型鍵鍵角角范例范例n2CO2、BeCl2、CS2n3CH2O、BF3n4CH4、CCl4234直線形直線形平面三角平面三角形形正四面體正四面體形形18012010928 (2)中心原子上有孤電子對的分子 用價層電子對互斥理論確定分子或離子空間構型的方法 (1)確定中心原子A價層電子對數(shù)目 中心原子A的價電子數(shù)與配位體X提供的價電子數(shù)之和的一半，就是中心原子A價層電子對的數(shù)目。例如：BF3分子，B原子有3個價電子，三個F原子各提供一個價電子，共有6個價電子，所以B原子價層電子對數(shù)為3。如果討論的是離子，則應加上或減去與離子電荷數(shù)相應的電子數(shù)。如PO43中P原子的價層電子對數(shù)應加上3，而NH4中N原子的價層電子對數(shù)則應減去1。 (2)確定價層電子對的空間構型 由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能地相互遠離。于是價層電子對的空間構型與價層電子對數(shù)目的關系如下表所示： 這樣已知價層電子對的數(shù)目，就可以確定它們的空間構型。價層電子價層電子對數(shù)目對數(shù)目價層電子價層電子對構型對構型2直線形直線形3三角形三角形4四面體形四面體形5三角雙錐三角雙錐形形6八面體形八面體形 (3)分子空間構型的確定 價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分，價層電子對的總數(shù)減去成鍵電子對數(shù)，得孤電子對數(shù)。根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，可以確定相應的較穩(wěn)定的分子幾何構型，如下表所示：價價層電子層電子對數(shù)對數(shù)目目價層電價層電子對的子對的空間構空間構型型成成鍵電鍵電子對子對數(shù)數(shù)孤孤電子電子對數(shù)對數(shù)電子電子對的排列對的排列方式方式分分子的子的空空間構型間構型實實例例2直線形直線形20直直線形線形BeCl2、CO2價價層電子層電子對數(shù)目對數(shù)目價價層電子層電子對的空對的空間構型間構型成成鍵電子鍵電子對數(shù)對數(shù)孤孤電電子子對對數(shù)數(shù)電子電子對的排列對的排列方式方式分分子的空子的空間構型間構型實實例例3三三角形角形30三三角形角形BF3、SO321V形形SnBr2、PbCl2價價層電子層電子對數(shù)目對數(shù)目價層價層電子對的電子對的空間構型空間構型成成鍵電鍵電子對子對數(shù)數(shù)孤孤電子電子對數(shù)對數(shù)電子電子對的排列對的排列方式方式分分子的空子的空間構型間構型實實例例4四面四面體形體形40四四面體形面體形CH4、CCl431三三角錐形角錐形NH3、PCl322V形形H2O 利用上表判斷分子幾何構型時注意： 如果在價層電子對中出現(xiàn)孤電子對時，價層電子對空間構型還與下列斥力順序有關：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。因此價層電子對空間構型為三角形和四面體形時，孤電子對的存在會改變成鍵電子對的分布空間。所以SnBr2的鍵角應小于120，NH3、H2O分子的鍵角應小于10928。 對于分子中有雙鍵、三鍵等多重鍵時，使用價層電子對理論判斷其分子構型時，雙鍵的兩對電子和三鍵的三對電子只能作為一對電子來處理，或者說在確定中心原子的價層電子對總數(shù)時不包括電子。 2用VSEPR模型預測下列分子或離子的立體構型： 答案：直線形正四面體形三角錐形平面三角形 (2011上海浦東質檢)用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構型： BeCl2_，SCl2_，BF3_，PF3_，NH4_，SO32_。 思路指引：解答本題需注意以下兩點： (1)確定每個結構中成鍵電子及孤電子對。 (2)根據(jù)VSEPR模型判斷分子或離子的立體構型。 根據(jù)各分子的電子式和結構式，分析中心原子的孤電子對數(shù)，依據(jù)中心原子連接的原子數(shù)和孤電子對數(shù)，確定VSEPR模型和分子的空間構型。分子分子或或離子離子結構結構式式中心中心原子孤原子孤電子對電子對數(shù)數(shù)分子分子或離子或離子的價層的價層電子對電子對數(shù)數(shù)VSEPR模型模型空間空間構型構型BeCl2ClBeCl02直線直線形形直線直線形形SCl224四面四面體體V形形BF303平面平面三角形三角形平面平面三角形三角形PF314四面四面體體三角三角錐形錐形分分子或子或離子離子結構式結構式中心中心原子孤原子孤電子對電子對數(shù)數(shù)分子分子或離子的或離子的價層電子價層電子對數(shù)對數(shù)VSEPR模型模型空空間間構構型型NH404正四正四面體面體正正四四面面體體形形SO3214四面四面體體三三角角錐錐形形 答案：直線形V形平面三角形三角錐形正四面體形三角錐形 用價層電子對互斥理論確定共價分子空間構型的一般步驟 (1)確定中心原子(A)的價電子層中的總電子數(shù)，即中心原子(A)的價電子數(shù)和配位體(X)供給的電子數(shù)的總和。然后被2除，即為分子的中心原子(A)的價電子層的電子對數(shù)。即對于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)(n)為： (2)根據(jù)中心原子(A)周圍的電子對數(shù)，找出相對應的理想幾何結構圖形。如果出現(xiàn)有奇數(shù)電子(有一個成單電子)，可把這個單電子當作電子對來看待。 (3)畫出結構圖，把配位原子排布在中心原子(A)周圍，每一對電子聯(lián)結1個配位原子，剩下的未結合的電子對便是孤電子對。 (4)根據(jù)孤電子對、成鍵電子對之間相互斥力的大小，確定排斥力最小的穩(wěn)定結構，并估計這種結構對理想幾何構型的偏離程度。 1若ABn的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤對電子，運用價層電子對互斥模型，下列說法正確的是() A若n2，則分子的立體結構為V形 B若n3，則分子的立體結構為三角錐形 C若n4，則分子的立體結構為正四面體形 D以上說法都不正確 解析：價層電子對互斥理論的基本要點是：分子中的價電子對由于相互排斥作用，盡可能趨向彼此遠離。關鍵是不可忽視孤對電子對成鍵電子的影響。A項：n2時，應為直線形分子；B項：n3時為平面三角形結構；C項正確。 答案：C 1下列分子或離子中，不含有孤電子對的是() AH2OBH3O CNH3 DNH4答案：答案：D 2下列說法正確的是() A所有的分子都是由兩個或兩個以上的原子構成 B所有的三原子分子都是直線型結構 C所有的四原子分子都是平面三角形結構 D五原子分子不一定是正四面體型結構 解析：惰性氣體為單原子分子，H2O是V形，SO2是平面三角形，NH3是三角錐形。 答案：D 3膦(PH3)又稱磷化氫，在常溫下是一種無色、有大蒜臭味的有毒氣體，電石氣的雜質中常含有磷化氫。它的分子構型是三角錐形。則下列關于PH3的敘述正確的是() APH3分子中有未成鍵的孤電子對 BPH3是空間對稱結構 CPH3是一種強氧化劑 DPH3分子中的PH鍵間夾角是90 解析：P最外層有5個價電子，只形成三個共價鍵，有一對為孤電子對，故A項正確；PH3的結構與NH3相似，皆為三角錐形，電荷分布不均勻，為極性分子，故B項錯；PH3中的P是3價，有強還原性；PH3的結構為三角錐形，PH鍵間夾角略小于NH3中NH鍵間夾角，故C、D項錯。 答案：A 4下列分子和離子中，中心原子價層電子對的幾何構型為四面體且分子或離子的空間構型為V形的是() ANH4 BPH3 CH3O DOF2 解析：中心原子價層電子對的幾何構型為四面體，空間構型為V形的是只有3個原子組成的分子，所以答案為選項D。A選項三角錐形的NH3結合一個H變?yōu)樗拿骟w形。B項中PH3為三角錐形，C中H3O是V形H2O結合一個H變?yōu)槿清F形。 答案：D 5(1)寫出具有10個電子，兩個或兩個以上原子核的離子的符號_、_、_、_。 (2)寫出具有18個電子的無機化合物的化學式_、_、_、_。 (3)在(1)(2)題涉及的粒子中，空間構型為正四面體的有_；為三角錐形的有_。 解析：(1)第二周期元素的氫化物具有10個電子，其分子結合一個H或電離出一個H后，形成陰陽離子所具有的電子數(shù)不變，離子符號為NH4、H3O、NH2、OH，類比推導或根據(jù)等電子體原理導出：NH4與CH4、H3O與NH3、NH2與H2O的空間構型分別相同，依次為正四面體形、三角錐形、V形。 (2)(3)第三周期元素的氫化物分子中具有18個電子，第二周期元素形成R2Hx型的化合物，如C2H2、H2O2等，也具有18個電子。符合條件的分子有：C2H2、H2O2、SiH4、PH3、H2S、HCl，由等電子體原理分析，SiH4為正四面體形，PH3為三角錐形。 答案：(1)OHNH4H3ONH2 (2)H2SPH3SiH4HCl (3)NH4、SiH4H3O、PH3 6用價層電子對互斥模型判斷下列分子或離子的構型。 (1)CS2_，(2)NH2_，(3)CHCl3_，(4)BF3_，(5)PH3_。 解析：本題是對價層電子對互斥模型的應用。 答案：(1)直線形(2)V形(3)四面體形(4)平面三角形(5)三角錐形