時 價層電子對互斥理論

1、第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第1課時價層電子對互斥理論1.認識共價分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。2.理解價層電子對互斥理論的含義。3能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡單分子或離子的立體構(gòu)型。形形色色的分子學(xué)生用書P21常見分子的立體構(gòu)型類別代表分子結(jié)構(gòu)式分子的立體構(gòu)型雙原子分子HCl、N2HCl、NN直線形三原子分子CO2直線形H2OV形四原子分子BF3平面三角形NH3三角錐形五原子分子CH4正四面體形1能說明CH4分子中的五個原子不在同一平面而呈正四面體結(jié)構(gòu)的是()A兩個鍵之間的夾角為109°28BCH鍵為極性共價鍵C4個CH鍵的鍵能、鍵長相同D碳原子的價電子都參與成鍵答案：A2下列物質(zhì)中，分子的立體構(gòu)型與

2、甲烷分子相似的是()ACO2BH2SCPCl3 DSiCl4答案：D1分子的立體構(gòu)型與鍵角的關(guān)系分子類型鍵角立體構(gòu)型實例AB2180°直線形CO2、BeCl2、CS2<180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角錐形NH3、PH3AB4109°28正四面體形CH4、CCl42.分子的不同構(gòu)型及其成因(1)分子構(gòu)型不同的原因：共價鍵的方向性與飽和性，由此產(chǎn)生的鍵長、鍵角不同。(2)依據(jù)元素周期律推測立體結(jié)構(gòu)相似的分子，如CO2與CS2、H2O與H2S、NH3與PH3、CH4與CCl4等。CH4和CC

3、l4都是五原子型正四面體，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是四面體構(gòu)型但不是正四面體，而白磷是四原子型正四面體，它與CH4等五原子型正四面體的構(gòu)型、鍵角是不同的(P4分子中的鍵角為60°)。(3)典型有機物分子的立體構(gòu)型：C2H4、苯(C6H6)、CH2=CHCH=CH2(丁二烯)、CH2=CHCCH(乙烯基乙炔)等都是平面形分子；C2H2為直線形分子。(2017·長治高二質(zhì)檢)下列分子構(gòu)型為正四面體的是()P4NH3CCl4CH4H2SCO2ABC D解析NH3是三角錐形、H2S是V形、CO2是直線形。答案CCH4是正四面體構(gòu)型，CH4與Cl2的四種取代產(chǎn)物(CH3C

4、l、CH2Cl2、CHCl3、CCl4)中，都是正四面體構(gòu)型嗎？說明理由。答案：不是。由于CH鍵和CCl鍵的鍵長不相等，所以CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3不是正四面體構(gòu)型，而CCl4是正四面體構(gòu)型。常見分子的立體構(gòu)型1下列分子中的立體結(jié)構(gòu)模型正確的是()ACO2的立體結(jié)構(gòu)模型 BH2O的立體結(jié)構(gòu)模型 CNH3的立體結(jié)構(gòu)模型 DCH4的立體結(jié)構(gòu)模型 解析：選D。CO2的立體構(gòu)型為直線形，A不正確；H2O的立體構(gòu)型為V形，B不正確；NH3的立體構(gòu)型為三角錐形，C不正確；CH4的立體構(gòu)型為正四面體形，D正確。2下列分子構(gòu)型與分子中共價鍵鍵角對應(yīng)一定正確的是()A直線形分子：180°B

5、平面正三角形：120°C三角錐形：109°28D正四面體形：109°28解析：選B。A項，HCl是直線形分子，因只有一個共價鍵，故不存在鍵角，A項錯誤；氨分子呈三角錐形，鍵角為107°，C項錯誤；甲烷與白磷分子均是正四面體形分子，但鍵角分別為109°28、60°，D項錯誤。價層電子對互斥理論學(xué)生用書P221價層電子對互斥理論分子的立體構(gòu)型是“價層電子對”相互排斥的結(jié)果。2中心原子上價層電子對的計算(1)價層電子對(2)計算鍵電子對的計算由分子式確定，即中心原子形成幾個鍵，就有幾對鍵電子對。如H2O分子中，O有2對鍵電子對，NH3分子中

6、，N有3對鍵電子對。中心原子上的孤電子對的計算中心原子上的孤電子對數(shù)(axb)aa表示中心原子的價電子數(shù)。對于主族元素：a最外層電子數(shù)。對于陽離子：a中心原子的價電子數(shù)離子的電荷數(shù)。對于陰離子：a中心原子的價電子數(shù)離子的電荷數(shù)(絕對值)。bx表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。cb表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子8該原子的價電子數(shù)。(3)VSEPR模型與分子或離子的立體構(gòu)型鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型分子或離子的立體構(gòu)型。分子或離子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子或離子的立體構(gòu)型名稱CO202直線形直線形SO213平面三角形V形CO03平面三角

7、形平面三角形H2O24四面體形V形NH314四面體形三角錐形CH404正四面體形正四面體形1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)CH2Cl2分子只有一種，可說明CH4的立體構(gòu)型為正四面體形。()(2)分子的VSEPR模型和相應(yīng)分子的立體構(gòu)型是相同的。()(3)根據(jù)價層電子對互斥理論，H3O的立體構(gòu)型為平面正三角形。()(4)SO2分子與CO2分子的組成相似，故它們都是直線形分子。()(5)SnBr2分子中SnBr鍵的鍵角等于180°。()答案：(1)(2)×(3)×(4)×(5)×2用價層電子對互斥理論預(yù)測BF3的立體構(gòu)型

8、，結(jié)論正確的是()A直線形BV形C三角錐形 D平面三角形解析：選D。根據(jù)價層電子對互斥理論，BF3中心原子上沒有孤電子對，價層電子對數(shù)是3，故為平面三角形。1利用價層電子對互斥理論判斷分子或離子的立體構(gòu)型解題思路說明：(1)若ABn型分子中，A與B之間通過兩對或三對電子(即通過雙鍵或三鍵)結(jié)合而成，則價層電子對互斥理論把雙鍵或三鍵作為一對電子對看待。(2)價層電子對之間相互排斥作用大小的一般規(guī)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。隨著孤電子對數(shù)目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。如CH4、NH3和H2O分子中的鍵角依次減小。2分子或離子的立體構(gòu)型的

9、確定(1)若分子中沒有孤電子對，則VSEPR模型和分子的立體構(gòu)型一致：ABn立體構(gòu)型范例n2直線形CO2n3平面三角形CH2On4正四面體形CH4(2)若分子中有孤電子對，則VSEPR模型和分子的立體構(gòu)型不一致。價層電子對互斥理論對幾種分子的立體構(gòu)型的預(yù)測如下表：分子或離子的價層電子對數(shù)中心原子上的鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱實例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF3、BCl3、CO21平面三角形V形SO2440四面體形四面體形CH4、CCl4、CH3Cl31四面體形三角錐形NH322四面體形V形H2O請?zhí)顚懴?/p>

10、表：分子或離子價層電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)分子或離子的立體構(gòu)型OF2ClFPCl3SiCl4NH解析依據(jù)價層電子對互斥理論判斷分子立體構(gòu)型，通常有以下過程：(1)用公式計算出中心原子的價層電子對數(shù)目。(2)根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)，判斷價層電子的立體構(gòu)型。(3)根據(jù)中心原子上存在的孤電子對數(shù)，判斷出分子的相應(yīng)立體構(gòu)型。答案分子或離子價層電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)分子或離子的立體構(gòu)型OF242V形ClF42V形PCl341三角錐形SiCl440正四面體形NH40正四面體形NH與NH3的VSEPR模型一致嗎？分子(離子)的立體構(gòu)型一致嗎？說明理由。答案：NH與NH3的價層電子對數(shù)都是4

11、，故其VSEPR模型都是四面體形；但NH無孤電子對，離子構(gòu)型為正四面體形，而NH3有一對孤電子對，分子構(gòu)型為三角錐形。利用VSEPR模型判定ABn型分子構(gòu)型(1)對于ABn型分子，成鍵電子對數(shù)等于配位原子的原子個數(shù)。(2)分子的中心原子的孤電子對數(shù)為0時，VSEPR模型與分子立體構(gòu)型相同，分子均為空間對稱性結(jié)構(gòu)。(3)分子的立體構(gòu)型與分子類型有關(guān)，如AB2型分子只能為直線形或V形結(jié)構(gòu)，AB3型分子只能為平面正三角形或三角錐形結(jié)構(gòu)。故由分子類型(ABn型)和孤電子對數(shù)能很快確定分子的立體構(gòu)型。 價層電子對互斥理論的應(yīng)用1若ABn分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥

12、理論，下列說法正確的是()A若n2，則分子的立體構(gòu)型為V形B若n3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形C若n4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形D以上說法都不正確解析：選C。若中心原子A上沒有未用于成鍵的孤電子對，則根據(jù)斥力最小的原則，當(dāng)n2時，分子的立體結(jié)構(gòu)為直線形；當(dāng)n3時，分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；當(dāng)n4時，分子的立體結(jié)構(gòu)為正四面體形。2(2017·成都七中高二檢測)用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測許多分子或離子的立體構(gòu)型，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷錯誤的是()ASO2、CS2、HI都是直線形的分子BBF3鍵角為120°CBF3、SO3都是平面三角形的分子DP

13、Cl3、NH3都是三角錐形的分子解析：選A。A.SO2中價層電子對數(shù)2×(62×2)3且含有1對孤電子對，所以SO2為V形結(jié)構(gòu)，CS2、HI為直線形結(jié)構(gòu)，故A錯誤；B.BF3中價層電子對數(shù)3×(33×1)3，為平面三角形結(jié)構(gòu)，所以BF3鍵角為120°，故B正確；C.BF3、SO3中中心原子價層電子對數(shù)都是3且不含孤電子對，所以這兩種分子都是平面三角形結(jié)構(gòu)，故C正確；D.PCl3、NH3中價層電子對數(shù)3×(53×1)4且含有1對孤電子對，所以PCl3、NH3均為三角錐形結(jié)構(gòu)，故D正確。3(1)計算下列分子中標“·”原

14、子的價層電子對數(shù)：CCl4_；BeCl2_；BCl3_；PCl3_。(2)計算下列分子中標“·”原子的孤電子對數(shù)：H2S_；PCl5_；BF3_；NH3_。答案：(1)4234(2)2001重難易錯提煉用價層電子對互斥理論推測分子或離子立體構(gòu)型時的常見錯誤(1)計算陰、陽離子的中心原子的價層電子對數(shù)時未考慮離子所帶電荷而計算錯誤。(2)由電子式或路易斯結(jié)構(gòu)式判斷中心原子價層電子對數(shù)時未將雙鍵或三鍵當(dāng)作一對價層電子對計算。(3)不能準確區(qū)分和判斷孤電子對和成鍵電子對。判斷ABn型分子中孤電子對數(shù)的簡單方法為孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)n。(4)誤將VSEPR模型當(dāng)作分子或離子的立體構(gòu)型。(5

15、)錯誤地利用相似性規(guī)律判斷分子或離子的立體構(gòu)型。課后達標檢測學(xué)生用書P66(單獨成冊)基礎(chǔ)鞏固1有關(guān)價層電子對互斥理論的描述正確的是()A價層電子對就是鍵電子對B孤電子對數(shù)可以直接由分子式來確定C分子的立體構(gòu)型是價層電子對互斥的結(jié)果D孤電子對數(shù)等于鍵數(shù)解析：選C。價層電子對數(shù)是鍵電子對數(shù)與孤電子對數(shù)之和，孤電子對數(shù)是指沒有成鍵的價電子對數(shù)，其需要由中心原子價電子數(shù)、與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)及與中心原子結(jié)合的原子數(shù)來計算得出，A、B、D項錯誤。2硒(Se)是第A族元素，則SeS3的分子構(gòu)型是()A正四面體形BV形C三角錐形 D平面三角形解析：選D。SeS3中的Se原子呈6價，Se原

16、子的價層電子對全部用于形成共價鍵，Se周圍有3個硫原子，故其分子構(gòu)型為平面三角形，D項正確。3下列分子或離子中，中心原子價層電子對的立體構(gòu)型為四面體形，且分子或離子的立體構(gòu)型為V形的是()ANHBPH3CH3O DOF2解析：選D。中心原子價層電子對的立體構(gòu)型為四面體形，且分子或離子的立體構(gòu)型為V形的只能是由3個原子組成的分子，中心原子有2對孤電子對，OF2符合要求。NH是三角錐形的NH3結(jié)合一個H后形成的正四面體形結(jié)構(gòu)；H3O是V形的H2O結(jié)合一個H后形成的三角錐形結(jié)構(gòu)；PH3中P原子有一對孤電子對，呈三角錐形。4下列分子屬于平面三角形的是()APBr3 BBCl3CNF3 DBeCl2解析

17、：選B。PBr3、NF3分子的中心原子均有未成鍵電子對，故分子構(gòu)型均為三角錐形，不是平面三角形，A、C項錯誤；BCl3的中心原子無未成鍵電子對，故其分子構(gòu)型為平面三角形，B項正確；BeCl2的中心原子無未成鍵電子對，是直線形結(jié)構(gòu)，D項錯誤。5用VSEPR模型預(yù)測下列分子的立體構(gòu)型與H2O相似，都為V形的是()H2SSO3SO2CO2A BC D解析：選C。H2S中價層電子對數(shù)為2×(62×1)4，其VSEPR模型為四面體形，因含2對孤電子對，故立體構(gòu)型為V形；SO2價層電子對數(shù)為2×(62×2)3，其VSEPR模型為平面三角形，含有一對孤電子對，立體構(gòu)型

18、為V形；SO3、CO2中，中心原子價層電子對全部成鍵，分別是平面三角形、直線形。6用價層電子對互斥理論判斷NO的立體構(gòu)型為()A正四面體BV形C三角錐形 D平面三角形解析：選D。NO中，中心原子N上的價層電子對數(shù)為3×(513×2)3，其VSEPR模型為平面三角形，又因為其孤電子對數(shù)為0，即價層電子對全部用于形成鍵，故NO為平面三角形。7下列說法中正確的是()ANO2、BF3、NCl3分子中原子的最外層電子都不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)BP4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28CNH的電子式為，離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)DNH3分子中有一對未成鍵的孤電子對，它對成鍵

19、電子的排斥作用較強解析：選D。NCl3分子的電子式為，分子中各原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A錯誤；P4為正四面體形分子，但其鍵角為60°，B錯誤；NH為正四面體形結(jié)構(gòu)而非平面正方形結(jié)構(gòu)，C錯誤；NH3分子電子式為，有一對未成鍵的孤電子對，由于孤電子對對成鍵電子的排斥作用，使其鍵角為107°，呈三角錐形，D正確。8下列對應(yīng)關(guān)系不正確的是()選項ABCD中心原子所在族AAAA分子通式AB4AB3AB2AB2立體構(gòu)型正四面體形平面三角形直線形V形解析：選B。當(dāng)中心原子在A族，AB3分子應(yīng)是三角錐形。當(dāng)中心原子在A族，AB4分子是正四面體形，AB2分子是直線形。當(dāng)中心原子在A族，AB

20、2分子是V形。9已知CH4中CH鍵間的鍵角為109°28，NH3中NH鍵間的鍵角為107°，H2O中OH鍵間的鍵角為105°，則下列說法中正確的是()A孤電子對與成鍵電子對間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力B孤電子對與成鍵電子對間的斥力小于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力C孤電子對與成鍵電子對間的斥力等于成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力D題干中的數(shù)據(jù)不能說明孤電子對與成鍵電子對間的斥力和成鍵電子對與成鍵電子對間的斥力之間的大小關(guān)系解析：選A。電子對間排斥力的大小順序為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，恰好可以解釋上述分子的鍵角大小關(guān)系。1

21、0三原子分子或離子的常見立體構(gòu)型有_形和_形兩種；四原子分子或離子的常見立體構(gòu)型有_形和_形兩種；五原子分子或離子最常見的立體構(gòu)型是_形。CO是平面三角形結(jié)構(gòu)，則離子中的鍵角是_；CBr4分子中，兩個相鄰CBr鍵的夾角是109°28，說明CBr4分子的立體構(gòu)型為_形。解析：組成確定的微粒，其立體構(gòu)型既與中心原子的鍵電子對數(shù)有關(guān)，也與中心原子是否存在孤電子對有關(guān)，由于這些微粒的中心原子有些有孤電子對，有些則沒有，故它們的立體構(gòu)型有所不同。答案：直線V平面三角三角錐四面體120°正四面體11有下列分子或離子：CS2，PCl3，H2S，CH2O，H3O，NH，BF3，SO2。粒子

22、的立體構(gòu)型為直線形的有_；粒子的立體構(gòu)型為V形的有_；粒子的立體構(gòu)型為平面三角形的有_；粒子的立體構(gòu)型為三角錐形的有_；粒子的立體構(gòu)型為正四面體形的有_。解析：題述物質(zhì)中中心原子上孤電子對數(shù)及粒子的立體構(gòu)型如下表。ABn中心原子孤電子對數(shù)分子或離子分子或離子的立體構(gòu)型AB20CS2直線形AB3CH2O、BF3平面三角形AB4NH正四面體形AB21SO2V形AB3PCl3、H3O三角錐形AB22H2SV形答案：能力提升12以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體形且鍵與鍵夾角為109°28的是()CH4SiCl4CH3ClP4SOABC D解析：選D。在CH4和SiCl4中，中心原子價層電子對數(shù)

23、均為4，且沒有孤電子對，4個氫原子和4個氯原子在空間呈正四面體形排列，且鍵角為109°28；CH3Cl可看成CH4中一個氫原子被一個氯原子替換，由于氫原子與氯原子間的排斥作用力不同且氫原子與氯原子半徑不同，故CH3Cl的立體構(gòu)型不是正四面體形；P4是正四面體結(jié)構(gòu)，但鍵角為60°；SO中，S原子價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對，SO為正四面體形，鍵角為109°28。13下列各組分子的立體構(gòu)型名稱相同的是()ASnCl2、BeCl2 BBF3、NH3CCCl4、SiF4 DCS2、OF2解析：選C。先確定分子的價層電子對數(shù)、孤電子對數(shù)后再確定分子的立體構(gòu)型。鍵電子對數(shù)孤

24、電子對數(shù)價層電子對數(shù)分子立體構(gòu)型SnCl22×(42×1)13V形BeCl22×(22×1)02直線形BF33×(33×1)03平面三角形NH33×(53×1)14三角錐形CCl44×(44×1)04正四面體形SiF44×(44×1)04正四面體形CS22×(42×2)02直線形OF22×(62×1)24V形14.H2O2的結(jié)構(gòu)式為HOOH，下列有關(guān)H2O2的說法正確的是()A是直線形分子B是三角錐形分子C氧原子有1對孤電子對D氧原子的價層電子對數(shù)為4解析：選D。H2O2中的每個氧原子有6個價電子，形成了2個鍵，故還有4個電子沒有成鍵，孤電子對數(shù)為2，價層電子對數(shù)為4，C項錯誤，D項正確；以氧為中心的三個原子呈V形結(jié)構(gòu)，H2O2中相當(dāng)于有兩個V形結(jié)構(gòu)，故不可能是直線形或三角錐形分子，A、B項錯誤。15(1)利用VSEPR理論推斷分子或離子的立體構(gòu)型：ClO_；AlBr3(共價分子)_。(2)有兩種活性反應(yīng)中間體，它們的粒子中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據(jù)下面給出的這兩種粒子的球棍模型，寫出相應(yīng)的化學(xué)式：(3)按要求寫出由第二周期非金屬元素的原子構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式。平面形分子_；三角錐形分子_