归纳与整理课时教案

第二节

分子的立体构型

第1课时

价层电子对互斥理论

【学习目标】

1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。

2.理解价层电子对互斥理论的含义。

3.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。

【新知导学】

一、常见分子的立体构型

1．写出下列物质分子的电子式和结构式，并根据键角确定其分子构型：

分子类型

三原子分子

化学式

CO2

H2O CH2O NH3

五原子分子

2.归纳总结分子的立体构型与键角的关系：

分子类型

AB2

键角

180°

<180°

120°

<120°

109°28′

立体构型

CO2、BeCl2、CS2

H2O、H2S BF3、BCl3

NH3、H3O、PH3

＋电子式

结构式

约120°

107°

键角

180°

105°

109°28′

分子立体构型

四原子分子

CH4

实例

CH4、NH4、CCl4

＋AB3

AB4

【归纳总结】

分子的立体构型

(1)分子构型不同的原因：共价键的方向性与饱和性，由此产生的键长、键角不同。

(2)依据元素周期律推测立体结构相似的分子，如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等；CH4和CCl4都是五原子型正四面体，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是四面体构型但不是正四面体，而白磷是四原子型正四面体，它与CH4等五原子型正四面体的构型、键角是不同的(P4分子中的键角为60°)。

(3)典型有机物分子的立体结构：C2H4、苯(C6H6)、CH2===CH—CH===CH2(丁二烯)、CH2===CH—C≡CH(乙烯基乙炔)等都是平面形分子；C2H2为直线形分子。

【活学活用】

1．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角都接近90°，说明H2S分子的立体构型为__________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为__________；四氯化碳(CCl4)分子中，任意两个C—Cl键的夹角都是109°28′，说明CCl4分子的立体构型为____________。

2．下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(

) A．CH4、CS2、BF3

C．C2H4、C2H2、C6H6

二、价层电子对互斥理论

1．价层电子对互斥理论的基本内容：分子中的________________________由于相互________作用，尽可能趋向彼此远离。

(1)当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力________，就要求尽可能采取________结构。

(2)当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的________，从而影响分子构型。

(3)电子对之间的夹角______，相互之间的斥力______。

2．价层电子对互斥理论与分子立体构型

(1)分析下列中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的立体构型并完成下表(由中心原子周围的原子数n来预测)：

ABn

n＝2 n＝3 n＝4 n＝5 n＝6

(2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的立体构型：中心原子上的__________占据中心原子周围的空间，与____________互相排斥，使分子的立体构型发生变化，如：

①H2O为AB2型分子，氧原子上的____________参与互相排斥，所以H2O分子的立体构型为V形而不是直线形。

②NH3分子中氮原子上有____________参与互相排斥，故NH3的立体构型不能为平面三角形。

立体构型

三角双锥形

正八面体形

范例

CO2、BeCl2

CH2O、BF3

CH4、CCl4

PCl5

SF6

B．CO2、H2O、NH3

D．CCl4、BeCl2、PH3

③常见分子的VSEPR模型和空间构型

实例

BeCl2、

CO2

BF3、

BCl3

SO2

σ键电

子对数

2 孤电子

对数

0 价层电子对数

2 电子对的排列方式

VSEPR 模型

分子的

立体构型

3 0 3

2 1

CH4、CCl4

4 0

NH3

3 1 4

H2O

【归纳总结】

2 2

分子空间构型的确定方法

1中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋(a－xb)

2⇓

⇓

分子的立体构型——略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间

【活学活用】

3．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是(

) A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子

B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°

C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子

D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子

4．用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的立体构型：

BeCl2________，SCl2________，BF3________，

PF3________，NH4________，SO23________。

＋－【学习小结】

分子空间构型的确定方法

σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝价层电子对数――――――――→VSEPR模型――――――→分子的立体构型

注意

(1)价层电子对互斥构型是价层电子对的立体构型，而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。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对)，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。

(2)常见的分子立体构型

直线形、V形、平面三角形、三角锥形、四面体形等。

【达标检测】

1．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是(

) A．H2OB．BeCl2C．CH4D．PCl3

2．下列分子或离子中，中心原子价层电子对的立体构型为正四面体形且分子或离子的立体构型为V形的是(

) A．NH4B．PH3C．H3OD．OF2

3．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5—CF3的说法正确的是(

) A．分子中有σ键也有π键

B．所有原子在同一平面内

C．CF4与CH4都是正四面体结构

D．0.1molSF5—CF3分子中电子数为8mol 4．用价层电子对互斥理论预测下列粒子的立体构型。

(1)H2Se____________；(2)BCl3____________；

(3)PCl3____________；

(4)CO2____________；

(5)SO2____________；

(6)SO24________________。

－＋＋价层电子对互斥理论略去孤电子对答案精析

新知导学

一、

1．(从左到右，从上到下)

O==C==O

直线形

V形

平面三角形

三角锥形

正四面体形

2．直线形

V形

平面三角形

三角锥形

正四面体形

活学活用

1．V形

直线形

正四面体形

解析

用键角可直接判断分子的立体构型。三原子分子键角为180°时为直线形，小于180°时为V形。S、O同主族，因此H2S和H2O分子的立体构型相似，为V形。由甲烷分子的立体构型可判断CCl4的分子构型。

2．C

[题中的CH4和CCl4为正四面体形分子，NH3和PH3为三角锥形分子，这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子，C2H4为平面形分子，C6H6为平面正六边形分子，这些分子都是平面形结构。故选C项。]

二、

1．价电子对——成键电子对和孤电子对

排斥

(1)最小

对称

(2)斥力不同

(3)越大

越小

2．(1)直线形

平面三角形

正四面体形

(2)孤电子对

成键电子对

①两对孤电子对

②一对孤电子对

③(从左到右，从上到下)直线形

直线形

平面三角形

平面三角形

V形

四面体形

正四面

体形

三角锥形

V形

活学活用

3．C

[SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，A错误；

BF3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，B错误；COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子，键角是120°，C正确；

PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，D错误。]

4．直线形

V形

平面三角形

三角锥形

正四面体形

三角锥形

解析

根据各分子的电子式和结构式，分析中心原子的孤电子对数，依据中心原子连接的原子数和孤电子对数，确定VSEPR模型和分子的立体构型。

分子或离子

中心原子孤电子对数

分子或离子的价层电子对数

VSEPR 模型名称

分子或离子立体构型名称

结构式

BeCl2

SCl2

0 2 2 4 直线形

四面体形

直线形

V形

Cl—Be—Cl

BF3

0 3 平面三角形

平面三角形

PF3

1 4 四面体形

三角锥形

NH4

＋0 4 正四面体形

正四面体形

SO23

－1 4 四面体形

三角锥形

达标检测

1．D

[方法1：选项中四种物质的电子式依次为

。H2O有2对孤电子对，BeCl2和CH4没有孤电子对，PCl3有一对孤电子对。

方法2：将选项中各物质的未知数据代入公式：

1中心原子上的孤电子对数＝×(a－xb)，经计算知，选项中原子上的孤电子对数依次为2、0、20、1。] 2．D

[中心原子价层电子对的立体构型为正四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的只有3个原子构成的分子或离子，OF2为V形结构。A选项NH4是三角锥形的NH3结合了一个H，呈正四面体形，B项中PH3为三角锥形，C中H3O是V形的H2O结合了一个H，呈三角锥形。] 3．C

[A项，分子中都是σ键，无π键，错误；B项，碳原子与其相连的四个原子形成四面体结构，不可能所有原子共平面；D项，一个分子中有94个电子，错误。]

4．(1)V形

(2)平面三角形

(3)三角锥形

(4)直线形

(5)V形

(6)正四面体形

＋＋＋＋