人教版高中化学选修3讲义价层电子对互斥理论

第二节分子的立体构型

第1课时价层电子对互斥理论

目标与素养：1.认识形形色色的分子构型和分子的复杂性。(宏观辨识)2.理解价层电子对互斥理论的含义及能够应用该理论预测分子或离子的立体构型。(微观探析与模型认知)

一、认识形形色色的分子

1．三原子分子

化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称O∶∶C∶∶

O===C===O 180°直线形CO2

O

H2O 105°V形

2.四原子分子

化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH2O 约120°平面三角形NH3107°三角锥形

化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH4109°28′正四面体形

CCl4109°28′正四面体形

二、价层电子对互斥理论

1．价层电子对互斥理论

分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对，由于电子对的排斥作用，而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能采取对称的立体构型，以减小斥力。

2．价层电子对的确定方法

(1)a表示中心原子的价电子数

对主族元素：a＝最外层电子数；

对于阳离子：a＝价电子数－离子电荷数；

对于阴离子：a＝价电子数＋离子电荷数。

(2)x表示与中心原子结合的原子数。

(3)b表示与中心原子结合的原子最多接受的电子数。氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。

3．价层电子对互斥模型与分子(离子)的立体构型

(1)中心原子价电子全部参与形成共价键的分子

AB n n＝2 n＝3 n＝4价层电子对数 2 3 4

成键电子对数 2 3 4

电子对立体构型

(VSEPR模型)

直线形平面三角形正四面体形分子立体构型直线形平面三角形正四面体形实例CO2、BeCl2BF3、BCl3、BBr3CH4、CCl4、SiF4

(2)中心原子上有孤电子对的分子：对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。

化学式含孤电子对的

VSEPR模型

分子或离子的立体

构型

分子或离子的立体

构型名称

H2O V形

NH3三角锥形

HCN 直线形

H3O＋三角锥形

SO2V形

微点拨：VSEPR模型与分子或离子的立体构型不一定一致，分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)NH3分子中心原子孤电子对为1，分子为三角锥形，键角为109°28′()

(2)CO2和SO2都是直线形分子()

(3)正四面体结构的分子中键角一定是109°28′()

(4)SO2的VSEPR模型与分子立体构型相同()

[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×

2．若AB n 分子的中心原子A 上没有未用于形成共价键的孤电子对，根据价层电子对互斥理论，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 [答案] C 3．填表 分子或离子

价层电子对数

孤电子对数

VSEPR 模型

粒子构型

H 2S NH 3 NH ＋4

CO 2－3

[答案] 4 2 四面体形 V 形 4 1 四面体形 三角锥形 4 0 正四面体形 正四面体形 3 0 平面三角形 平面三角形

价层电子对互斥理论预测立体结构

在确定了分子中σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数后，可以依据下面的方法确定相应的较稳定的分子立体构型。

σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数――→价层电子对互斥理论VSEPR 模型――→略去孤电子对分子立体构型。

(1)孤电子对数＝1

2

(a －xb )。

(2)价层电子对数与VSEPR 模型关系

价层电子对数 2 3 4 VSEPR 模型

直线形

平面三角形

四面体形

(3)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH 4、NH 3和H 2O 分子中的键角依次减小。

1．下列粒子的价层电子对(点“.”的原子为中心原子)数正确的是( ) A.C ·H 4 4 B.C ·O 2 1 C.B ·F 3

2 D.S ·O 3

2 A [价层电子对数为：A.4＋12(4－4×1)＝4；B.2＋12×(4－2×2)＝2；C.3＋

12×(3－3×1)＝3；D.3＋1

2

(6－3×2)＝3。故A 正确。]

2．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断错误的是( )

A ．SO 2、CS 2、HI 都是直线形分子

B ．BF 3键角为120°

C ．BF 3是平面三角形分子

D ．PCl 3、NH 3都是三角锥形分子

A [SO 2的价层电子对数为2＋1

2(6－2×2)＝3，VSEPR 模型为平面三角形，

分子构型为V 形。]

3．请填写下表： 分子或离子

价层电子对数

中心原子上 的孤电子对数

分子或离子 的立体构型

OF 2 ClF ＋

2