价层电子对互斥理论.ppt

第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论探究探究 价价层层电电子子对对互斥理互斥理论论研研读读教材教材自主自主认认知知一、形形色色的分子一、形形色色的分子1.1.三原子分子三原子分子:其立体构型有其立体构型有_形和形和_形两种形两种。例如。例如,化学式化学式电电子式子式结结构式构式键键角角分子的立分子的立体体结结构模型构模型立体立体构型构型COCO2 2O OC CO O_H H2 2O O_180180105105直直线线形形V V形形直直线线V V2.2.四原子分子四原子分子:大多数采取大多数采取_形和形和_形两种立体构型形两种立体构型。例如例如,化学化学式式电电子式子式结结构式构式键键角角分子的立分子的立体体结结构模型构模型立体立体构型构型CHCH2 2O O_NHNH3 3_120120107107平面平面三角形三角形三角三角锥锥形形平面三角平面三角三角三角锥锥3.3.五原子分子五原子分子:其可能的立其可能的立体体构型更多构型更多,最常最常见见的是的是_形。例如形。例如,化学式化学式电电子式子式结结构式构式键键角角分子的立体分子的立体结结构模型构模型立体立体构型构型CHCH4 4_CClCCl4 4_1092810928 1092810928 正四面正四面体形体形正四面正四面体形体形正四面体正四面体二、价二、价层电层电子子对对互斥理互斥理论论1.1.价价层电层电子子对对互斥理互斥理论论:分子中的价分子中的价层电层电子子对对(包括包括_和和_)_)由于由于_作用作用,而而趋趋向尽可能彼此向尽可能彼此远远离以减小离以减小_,_,分子尽可能采取分子尽可能采取_的空的空间间构型。构型。2.2.价价层电层电子子对对的确定方法的确定方法:键电键电子子对对中心原子上的孤中心原子上的孤电电子子对对相互排斥相互排斥斥力斥力对对称称计计算方法算方法a ax xb b分子分子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结结合的原子合的原子数数与中心原子与中心原子结结合合的原子最多能接的原子最多能接受的受的电电子数子数阳离阳离子子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结结合的原子合的原子数数与中心原子与中心原子结结合合的原子最多能接的原子最多能接受的受的电电子数子数阴离阴离子子中心原子的中心原子的_与中心原子与中心原子结结合的原子合的原子数数与中心原子与中心原子结结合合的原子最多能接的原子最多能接受的受的电电子数子数价价电电子数子数价价电电子子数减去离子的数减去离子的电电荷数荷数价价电电子数子数加上离子的加上离子的电电荷数荷数3.3.价价层电层电子子对对互斥模型的两种互斥模型的两种类类型型:(1)(1)当中心原子无孤当中心原子无孤电电子子对时对时,两者的构型一致。两者的构型一致。分子或离子分子或离子COCO2 2CHCH4 4中心原子上的孤中心原子上的孤电电子子对对数数0 00 00 0分子或离子的价分子或离子的价层层电电子子对对数数_VSEPRVSEPR模型模型VSEPRVSEPR模型名称模型名称_2 23 34 4直直线线形形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形分子或离子分子或离子COCO2 2CHCH4 4分子或离子的立分子或离子的立体构型体构型分子或离子的立分子或离子的立体构型名称体构型名称_直直线线形形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形(2)(2)当中心原子有孤当中心原子有孤电电子子对时对时,两者的构型不一致。两者的构型不一致。分子分子H H2 2O ONHNH3 3中心原子上的孤中心原子上的孤电电子子对对数数_分子的价分子的价层电层电子子对对数数_VSEPRVSEPR模型模型VSEPRVSEPR模型名称模型名称_分子的立体构型分子的立体构型分子的立体构型名称分子的立体构型名称_2 21 14 44 4四面体形四面体形四面体形四面体形V V形形三角三角锥锥形形合作探究合作探究核心核心归纳归纳1.1.已知已知H H2 2O O2 2和和P P4 4的的结结构如下构如下:H H2 2O O2 2P P4 4根据二者的根据二者的结结构构,回答下列回答下列问题问题:(1)(1)四原子分子都四原子分子都为为平面三角形或三角平面三角形或三角锥锥形形吗吗?提示提示:不是。如不是。如H H2 2O O2 2和和P P4 4都是四原子分子都是四原子分子,但是但是H H2 2O O2 2的分子构型是一个二的分子构型是一个二面角构型面角构型,P,P4 4为为正四面体形。正四面体形。(2)(2)空空间间构型相同的分子构型相同的分子,其其键键角完全相同角完全相同吗吗?提示提示:不一定。如不一定。如P P4 4和和CHCH4 4都是正四面体形都是正四面体形,但是但是P P4 4的的键键角角为为60,CH60,CH4 4的的键键角角为为1092810928。2.2.试结试结合价合价层电层电子子对对数的数的计计算公式算公式,探究探究以下以下问题问题:(1)(1)如何如何计计算算SOSO2 2的成的成键电键电子子对对数、孤数、孤电电子子对对数、价数、价层电层电子子对对数数?提示提示:SOSO2 2分子中的中心原子是分子中的中心原子是S,S,成成键电键电子子对对数数为为2;2;孤孤电电子子对对数数=(a-xb)=(6-22)=1;=(a-xb)=(6-22)=1;价价层电层电子子对对数数=2+1=3=2+1=3。(2)(2)请请分析分析计计算算 和和 的成的成键电键电子子对对数、孤数、孤电电子子对对数、价数、价层电层电子子对对数与数与计计算算SOSO2 2的有什么区的有什么区别别。提示提示:它它们们在在计计算中心原子的价算中心原子的价电电子数子数时时不同不同,中的氮原子外中的氮原子外层层有有5 5个个电电子子,而而计计算算a a时时却却为为(5-1),(5-1),说说明阳离子在明阳离子在计计算算a a时为时为中心原子的中心原子的价价电电子数减去阳离子所子数减去阳离子所带电带电荷数荷数;中中C C的价的价电电子数子数为为4,4,而而计计算算a a时时却却为为(4+2),(4+2),说说明阴离子在明阴离子在计计算算a a时为时为中心原子价中心原子价电电子数加上阴离子所子数加上阴离子所带带的的电电荷数荷数(绝对值绝对值)。(3)(3)根据价根据价层电层电子子对对互斥理互斥理论论,判断判断 的的VSEPRVSEPR模型和模型和 的立体的立体构型。构型。提示提示:中心氮原子上的孤中心氮原子上的孤电电子子对对数数为为 (a-xb),(a-xb),其中其中a=5-1=4,a=5-1=4,x=4,b=1,x=4,b=1,所以所以 (a-xb)=0,(a-xb)=0,即即 的孤的孤电电子子对对数数为为0;0;其中其中键键数数为为4,4,所以所以 的的VSEPRVSEPR模型与立体构型均模型与立体构型均为为正四面体形。正四面体形。3.3.五原子分子都是正四面体五原子分子都是正四面体结结构构吗吗?提示提示:不是不是,如如CHCH3 3ClCl、CHCH2 2ClCl2 2、CHClCHCl3 3等等,虽为虽为四面体四面体结结构构,但由于碳原但由于碳原子所子所连连的四个原子不相同的四个原子不相同,四个原子四个原子电电子云的排斥力不同子云的排斥力不同,使四个使四个键键的的键键角不全相等角不全相等,所以并不是正四面体所以并不是正四面体结结构。构。4.4.一个分子的一个分子的VSEPRVSEPR模型与分子的真模型与分子的真实实空空间间构型一致构型一致吗吗?提示提示:不一定一致。只有孤不一定一致。只有孤电电子子对对数数为为0 0时时,分子的立体构型与分子的立体构型与VSEPRVSEPR模模型才一致。型才一致。【归纳总结归纳总结】用价用价层电层电子子对对互斥理互斥理论论推断粒子空推断粒子空间间构型的步构型的步骤骤利用利用VSEPRVSEPR理理论预测论预测分子立体构型的思路分子立体构型的思路为为:键电键电子子对对数数+孤孤电电子子对对数数=价价层电层电子子对对数数 VSEPR VSEPR模型模型 分子分子(或离子或离子)的立的立体构型。体构型。(1)(1)确定中心原子的价确定中心原子的价层电层电子子对对数数:正确确定正确确定键键数和数和a a、x x、b b的的值值是是计计算价算价层电层电子子对对的关的关键键,也是判断也是判断预测预测VSEPRVSEPR模型和立体构型的关模型和立体构型的关键键。(2)(2)确定价确定价层电层电子子对对的空的空间间构型构型:由于价由于价层电层电子子对对之之间间的相互排斥作用的相互排斥作用,它它们趋们趋向于尽可能相互向于尽可能相互远远离。价离。价层电层电子子对对的空的空间间构型与价构型与价层电层电子子对对数数目的关系目的关系:价价层电层电子子对对数目数目2 23 34 45 56 6价价层电层电子子对对构型构型直直线线形形三角形三角形四面体四面体三角三角双双锥锥八面体八面体(3)(3)分子空分子空间间构型确定构型确定:根据分子中成根据分子中成键电键电子子对对数和孤数和孤电电子子对对数数,可以可以确定相确定相应应的的较稳较稳定的分子几何构型。如表定的分子几何构型。如表:分子分子类类型型中心原子中心原子空空间间构型构型ABAB2 2有孤有孤电电子子对对V V形形无孤无孤电电子子对对直直线线形形ABAB3 3有孤有孤电电子子对对三角三角锥锥形形无孤无孤电电子子对对平面三角形平面三角形ABAB4 4无孤无孤电电子子对对四面体形四面体形过过关小关小练练即即时应时应用用1.1.用价用价层电层电子子对对互斥模型推互斥模型推测测下列分子或离子的空下列分子或离子的空间间构型构型:BeClBeCl2 2:,SCl,SCl2 2:,BFBF3 3:,PF,PF3 3:,:,:,:。【解【解题题指南】指南】解答本解答本题题需注意以下需注意以下3 3点点:(1)(1)先确定每个先确定每个结结构中成构中成键电键电子子对对数及孤数及孤电电子子对对数。数。(2)(2)再根据再根据VSEPRVSEPR模型判断分子或离子的立体构型。模型判断分子或离子的立体构型。(3)(3)注意孤注意孤电电子子对对对对分子构型的影响。分子构型的影响。【解析】【解析】根据各分子的根据各分子的电电子式和子式和结结构式构式,分析中心原子的孤分析中心原子的孤电电子子对对数数,依据中心原子依据中心原子连连接的原子数和孤接的原子数和孤电电子子对对数数,确定确定VSEPRVSEPR模型和分子的空模型和分子的空间间构型。具体如下构型。具体如下:分子分子或离或离子子中心中心原子原子孤孤电电子子对对数数分子或分子或离子的离子的价价层电层电子子对对数数VSEPRVSEPR模型模型空空间间构型构型结结构式构式BeClBeCl2 20 02 2直直线线形形直直线线形形ClBeClClBeClSClSCl2 22 24 4四面体四面体V V形形BFBF3 30 03 3平面三平面三角形角形平面三平面三角形角形PFPF3 31 14 4四面体四面体三角三角锥锥形形分子分子或离或离子子中心中心原子原子孤孤电电子子对对数数分子或分子或离子的离子的价价层电层电子子对对数数VSEPRVSEPR模型模型空空间间构型构型结结构式构式0 04 4正四正四面体面体正四面正四面体形体形1 14 4四面体四面体三角三角锥锥形形答案答案:直直线线形形V V形平面三角形三角形平面三角形三角锥锥形正四面体形三角形正四面体形三角锥锥形形2.2.若若ABABn n分子的中心原子分子的中心原子A A上没有未用于形成共价上没有未用于形成共价键键的孤的孤电电子子对对,根据根据价价层电层电子子对对互斥理互斥理论论,下列下列说说法正确的是法正确的是()A.A.若若n=2,n=2,则则分子的立体构型分子的立体构型为为V V形形B.B.若若n=3,n=3,则则分子的立体构型分子的立体构型为为三角三角锥锥形形C.C.若若n=4,n=4,则则分子的立体构型分子的立体构型为为正四面体形正四面体形D.D.以上以上说说法都不正确法都不正确【解析】【解析】选选C C。若中心原子。若中心原子A A上没有未成上没有未成键键的孤的孤电电子子对对,则则根据斥力最根据斥力最小的原小的原则则,当当n=2n=2时时,分子的立体构型分子的立体构型为为直直线线形形;n=3;n=3时时,分子的立体构型分子的立体构型为为平面三角形平面三角形;当当n=4n=4时时,分子的立体构型分子的立体构型为为正四面体形。正四面体形。【补偿训练补偿训练】用价用价层电层电子子对对互斥理互斥理论论判断判断SOSO3 3的分子构型的分子构型为为()A.A.正四面体形正四面体形 B.V B.V形形C.C.三角三角锥锥形形 D.D.平面三角形平面三角形【解析】【解析】选选D D。SOSO3 3中的硫原子表中的硫原子表现现+6+6价价,硫原子的价硫原子的价电电子全部用于形子全部用于形成了共价成了共价键键,硫周硫周围围有有3 3个氧原子个氧原子,故故选选D D。