價層電子對互斥模型詳解

（優(yōu)選）價層電子對互斥模型ppt當(dāng)前第1頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)新課標(biāo)人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)（第一課時）當(dāng)前第2頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)復(fù)習(xí)回顧共價鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角衡量化學(xué)鍵穩(wěn)定性描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素成鍵方式“頭碰頭”,呈軸對稱成鍵方式“肩并肩”,呈鏡像對稱當(dāng)前第3頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）當(dāng)前第4頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)３、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2ONH3P4當(dāng)前第5頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)４、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH4當(dāng)前第6頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：當(dāng)前第7頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子當(dāng)前第8頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)當(dāng)前第9頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)當(dāng)前第10頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)分子世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢？當(dāng)前第11頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測，如今，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機(jī)模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學(xué)鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)。科學(xué)視野—分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測定的？（指導(dǎo)閱讀P37）當(dāng)前第12頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。當(dāng)前第13頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)思考：

同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，為什么？

同為四原子分子，CH2O與NH3分子的空間結(jié)構(gòu)也不同，為什么？直線形V形平面三角形三角錐形當(dāng)前第14頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)二、價層電子對互斥理論（VSEPR模型）1、要點(diǎn)：預(yù)測ABn型的分子或離子的空間構(gòu)型。

中心原子A價層電子對（包括用于形成共價鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低?！A(yù)測分子結(jié)構(gòu)的簡單理論當(dāng)前第15頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)鍵角價層電子對數(shù)VSEPR模型模型名稱實(shí)例180212034直線形平面三角形四面體BeCl2BF3CH4、CCl4109°28’當(dāng)前第16頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)推測分子或離子立體構(gòu)型的步驟：當(dāng)前第17頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)（1）基本概念：（以氨分子為例說明）

HNH3HNH中心原子配位原子配位數(shù)???××?×?孤電子對σ鍵電子對σ鍵電子對σ鍵電子對當(dāng)前第18頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)價層電對δ鍵電子對=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)=δ鍵電子對+中心原子上的孤電子對中心原子上的孤電子對=?（a-xb)a:中心原子的價電子數(shù)(對于陽離子：a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；對于陰離子：a為中心原子的價電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)）x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(H為1，其他原子為“8-該原子的價電子數(shù)）當(dāng)前第19頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)探究與討論：1、寫出H、C、N、O等原子的電子式：原子HCNO電子式價電子數(shù)可形成共用電子對數(shù)最多能接受的電子數(shù)H···O：··C：··1654·N：··11443322當(dāng)前第20頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)分子或離子中心原子axb孤電子對σ鍵的電子對數(shù)中心原子的價層電子對數(shù)CO2H2OSO2S622123CO32-4+2C32033NH3N531134NH4+SO32-FS6N5-141044當(dāng)前第21頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)（2）中心原子上有孤對電子的分子孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥當(dāng)前第22頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型VSEPR模型分子構(gòu)型實(shí)例321AB2431AB3422AB2V型三角錐V型PbCl2

NH3H2O當(dāng)前第23頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)分子式價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)VSEPR模型分子空間構(gòu)型CO2SO2SO3220213330直線形V型平面三角形當(dāng)前第24頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)分子式價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)VSEPR模型分子空間構(gòu)型SO32-SO42-134440三角錐正四面體當(dāng)前第25頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)

成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布方式

分子構(gòu)型

實(shí)例直線形

23平面三角形20 AB2直線形 HgCl230 AB321 AB2層價電子對數(shù)平面三角形BF3SO3V形PbCl2VSEPR模型名稱當(dāng)前第26頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布分子構(gòu)型 實(shí)例方式4四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體CH4三角錐形NH3Ｖ形H2OVSEPR模型名稱當(dāng)前第27頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)

注：價層電子對互斥模型對少數(shù)化合物判斷不準(zhǔn)，不能適用于過渡金屬化合物，除非金屬具有全滿、半滿或全空的d軌道當(dāng)前第28頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)應(yīng)用反饋:化學(xué)式

中心原子孤對電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNNO2NH2－NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V型平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體PO43－04正四面體當(dāng)前第29頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)利用價層電子對互斥理論時，首先要根據(jù)原子的最外層電子數(shù)，判斷中心原子上有沒有孤對電子，然后再根據(jù)中心原子結(jié)合的原子的數(shù)目，就可以判斷分子的空間構(gòu)型

價層電子對數(shù)

23

4

5

6電子對排布方式 直線形平面三角形四面體三角雙錐八面體當(dāng)前第30頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)思考與交流:P:38當(dāng)前第31頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)1、下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是（）A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl4B2、下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線型分子的是（）A、H2OB、CO2

C、C2H2D、P4BC當(dāng)前第32頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)3、為了解釋和預(yù)測分子的空間構(gòu)型，科學(xué)家在歸納了許多已知的分子空間構(gòu)型的基礎(chǔ)上，提出了一種十分簡單的理論模型—價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是

；另一類是是

。BF3和NF3都是四個原子的分子，BF3的中心原子是

，NF3的中心原子是

；BF3分子的立體構(gòu)型是平面三角形，而NF3分子的立體構(gòu)型是三角錐形的原因是

。

當(dāng)前第33頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)

值得注意的是價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個C—H的鍵長、鍵能相同及H—C—H的鍵角為10928′。因?yàn)榘凑瘴覀円呀?jīng)學(xué)過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。當(dāng)前第34頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，得到4個能量相等、成分相同的sp3雜化軌道，夾角10928′，表示這4個軌道是由1個s軌道和3個p軌道雜化形成的如下圖所示：當(dāng)前第35頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)三、雜化軌道理論簡介雜化：原子內(nèi)部能量相近的原子軌道，在外界條件影響下重新組合的過程叫原子軌道的雜化雜化軌道：原子軌道組合雜化后形成的一組新軌道雜化軌道類型：sp、sp2、sp3等雜化結(jié)果：重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等成鍵能力更強(qiáng)的原子軌道雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對電子當(dāng)前第36頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)Sp3雜化當(dāng)前第37頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)Sp3雜化當(dāng)前第38頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)碳的sp2雜化軌道sp2雜化：三個夾角為120°的平面三角形雜化軌道。Sp2雜化當(dāng)前第39頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)C2H4Sp2雜化當(dāng)前第40頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)大π鍵C6H6Sp3雜化當(dāng)前第41頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角為180°的直線形雜化軌道。Sp雜化當(dāng)前第42頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)乙炔的成鍵當(dāng)前第43頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)當(dāng)前第44頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)

基態(tài)N的最外層電子構(gòu)型為2s22p3，在H影響下，N的一個2s軌道和三個2p軌道進(jìn)行sp3不等性雜化，形成四個sp3雜化軌道。其中三個sp3雜化軌道中各有一個未成對電子，另一個sp3雜化軌道被孤對電子所占據(jù)。N用三個各含一個未成對電子的sp3雜化軌道分別與三個H的1s軌道重疊，形成三個鍵。由于孤對電子的電子云密集在N的周圍，對三個鍵的電子云有比較大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此NH3的空間構(gòu)型為三角錐形。當(dāng)前第45頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)當(dāng)前第46頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)

基態(tài)O的最外層電子構(gòu)型為2s22p4，在H的影響下，O采用sp3不等性雜化，形成四個sp3雜化軌道，其中兩個雜化軌道中各有一個未成對電子，另外兩個雜化軌道分別被兩對孤對電子所占據(jù)。O用兩個各含有一個未成對電子的sp3雜化軌道分別與兩個H的1s軌道重疊，形成兩個鍵。由于O的兩對孤對電子對兩個鍵的成鍵電子有更大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此H2O的空間構(gòu)型為角型。

當(dāng)前第47頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)1、看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個叁鍵，則其中有2個π鍵，用去了2個p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中有1個π鍵，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成的是sp3雜化。2、沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化.當(dāng)前第48頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)

根據(jù)以下事實(shí)總結(jié)：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C當(dāng)前第49頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對電子雜化軌道數(shù)=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)當(dāng)前第50頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形當(dāng)前第51頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)科學(xué)探究1、寫出HCN分子和CH20分子的路易斯結(jié)構(gòu)式。2．用VSEPR模型對HCN分子和CH2O分子的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(用立體結(jié)構(gòu)模型表示)3．寫出HCN分子和CH20分子的中心原子的雜化類型。4．分析HCN分子和CH2O分子中的π鍵。當(dāng)前第52頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B課堂練習(xí)當(dāng)前第53頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)課堂練習(xí)2、指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測分子的幾何構(gòu)型。

(1)PCl3(2)BCl3(3)CS2當(dāng)前第54頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)3、寫出下列分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(是用短線表示鍵合電子,小黑點(diǎn)表示未鍵合的價電子的結(jié)構(gòu)式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測分子的幾何構(gòu)型。(1)PCI3(2)BCl3(3)CS2

(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角錐形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直線形C=S=S........(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......當(dāng)前第55頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)分子式立體結(jié)構(gòu)路易斯結(jié)構(gòu)式中心原子雜化類型CO2BF3CH4C2H4C2H2當(dāng)前第56頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)分子式立體結(jié)構(gòu)路易斯結(jié)構(gòu)式中心原子雜化類型NH3H2OHCHONH4+SO42-當(dāng)前第57頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)配位健——一種特殊的共價鍵H3O+NH4+SO42-配位鍵：一方是能夠提供孤對電子的原子，另一方是能夠接受孤對電子的空軌道的原子間形成的“電子對給予---接受鍵”當(dāng)前第58頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色四、配合物理論簡介：實(shí)驗(yàn)2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍(lán)色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+當(dāng)前第59頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)★配位化合物，簡稱配合物，通常是由中心離子（或原子）與配位體(某些分子或陰離子)以配位鍵的形式結(jié)合而成的復(fù)雜離子或分子。當(dāng)前第60頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)2+CuNH3H3NNH3NH3實(shí)驗(yàn)2-2已知?dú)溲趸~與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯蒣Cu(NH3)4]2+

，其結(jié)構(gòu)簡式為：試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個反應(yīng)的離子方程式？當(dāng)前第61頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液當(dāng)前第62頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)實(shí)驗(yàn)2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血紅色練習(xí)書寫：向硝酸銀溶液中逐漸滴加氨水的離子方程式當(dāng)前第63頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)配合物的組成當(dāng)前第64頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)復(fù)鹽：由兩種或兩種以上的陽離子與一種酸根離子組成的鹽叫做復(fù)鹽。如:KAl（SO4）2·12H2O混鹽：是指一種金屬離子與多種酸根離子所構(gòu)成的鹽。如氯化硝酸鈣[Ca(NO3)Cl]復(fù)鹽、混鹽、配合物鹽配合物鹽:是在配合物的溶液或晶體中，十分明確地存在著含有配位鍵的、能獨(dú)立存在的復(fù)雜組成的離子：

[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]2++SO42-當(dāng)前第65頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)鹽的種類很多，有正鹽、酸式鹽、堿式鹽、復(fù)鹽、配合物鹽、混鹽等等。其中的混鹽是由一種金屬陽離子（包括NH4+）和兩種酸根陰離子所組成的化合物。則下列物質(zhì)屬于混鹽的是AKAl(SO4)2?12H2OBCaOCl2

CNaHSO4DMg2(OH)2CO3

當(dāng)前第66頁\共有73頁\編于星期日\18點(diǎn)形成配合物時性質(zhì)的改變1、顏色的改變Fe3++nSCN-==[Fe(SCN)n](n-3)-2、溶解度的改變：AgCl＋HCl＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-Au+