第二节 分子的立体构型 第1课时 形形色色的分子价层电
子对互斥理论
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。(重点)
3．能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。(难点)
[基础·初探] 分子类型 三原子分子 化学式 CO2 H2O 立体构型 直线形 V形 平面三角形 NH3 五原子分子 三角锥形 CH4 正四面体 [探究·升华] [思考探究]
(1)硫化氢分子中，两个H—S键的夹角都接近90°，推测H2S分子的立体构
形 形 色 色 的 分 子 结构式 O＝C＝O 键角 180° 105° 比例模型 球棍模型 四原子分子 CH2O 120° 107° 109°28′
型是怎样的？
【提示】 V形
?2?科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的N?NO2?3?如图所示?。已知
该分子中N—N—N键角都是108.1°。试推测四个氮原子围成的空间是空间正四面体吗？
【提示】 不是。由于N—N—N键角都是108.1°。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形。
[认知升华]
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 直线形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形 [题组·冲关] 1．下列分子中的立体结构模型正确的是( ) A．CO2的立体结构模型B．H2O的立体结构模型C．NH3的立体结构模型D．CH4的立体结构模型
实例 CO2、BeCl2、CS2 H2O、H2S BF3、BCl3 NH3、H3O＋、PH3 CH4、NH＋4、CCl4 AB3 AB4
【解析】 CO2的立体构型为直线形，A不正确；H2O的立体构型为V形，B不正确，NH3的立体构型为三角锥形，C不正确；CH4的立体构型为正四面体形，D正确。
【答案】 D
2．下列叙述正确的是( )
A．NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 B．CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心 C．H2O分子中O原子处在2个H原子所组成的直线的中央
D．CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连接的直线的中央 【解析】 NH3分子为三角锥形分子，N原子位于锥顶，A错误；CCl4分子为正四面体形分子，B错误；H2O分子为V形结构，C错误；CO2分子为直线形，C原子位于两个O原子连线的中央，D正确。
【答案】 D
3．根据所学知识填空：
(1)三原子分子常见的立体结构有________形(如CO2)和________形(如H2O)。
(2)四原子分子常见的立体结构有________形和________形，如甲醛(HCHO)分子呈________形，键角约为________；氨分子呈________形，键角________；另外需要注意，特殊的白磷(P4)分子呈________形，键角为________。
(3)五原子分子最常见的空间构型为________形，如常见的CH4键角是________。
【解析】 (1)CO2是直线形，H2O是V形。(2)甲醛(HCHO)分子呈平面三角形，氨分子呈三角锥形，白磷分子呈正四面体形。(3)CH4分子呈正四面体形。
【答案】 (1)直线 V
(2)平面三角 三角锥 平面三角 120° 三角锥 107° 正四面体 60° (3)正四面体 109°28′
[基础·初探]
1．理论要点
价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。
价 层 电 子 对 互 斥 理 论
2．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
ABn 价电子对数 成键电子对数 电子对立体构型 分子立体构型 实例 n＝2 2 2 直线形 直线形 CO2、BeCl2 n＝3 3 3 平面三角形 平面三角形 BF3、BCl3、BBr3 n＝4 4 4 正四面体形 正四面体形 CH4、CCl4、SiF4 (2)中心原子有孤电子对的分子 ABn 孤电子对数 价层电子对数 成键电子对数 电子对立构型 分子立体构型 实例 n＝3 1 3 2 平面三角形 V形 SO2 [探究·升华] [思考探究]
ABm型分子的价层电子对数n＝
A原子的价电子数＋B原子提供的价电子总数±电荷数
利用上式计算A原子
2价层电子对数时，需注意：
(1)氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子，作为配位原子B时不提供价电子。
(2)卤素原子作为中心原子A时提供7个价电子，作为配位原子B时提供1个价电子。
(3)若为分子，电荷数为0；若为阳离子，则减去电荷数，如NH＋4，n＝5＋1×4－16＋22－
＝4；若为阴离子，则加上电荷数，如SO，n＝4
22＝4。
问题思考：
n＝4 2 4 2 正四面体形 V形 H2O n＝4 1 4 3 正四面体形 三角锥形 NH3
(1)根据上面背景信息分析BCl3的价层电子对数、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？
【提示】 BCl3的价层电子对数有3对，价层电子对空间构型为平面三角形，分子空间构型为平面三角形。
(2)NF3的价层电子对、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？ 【提示】 NF3的价层电子对为4对，价层电子对空间构型为四面体形，分子空间构型为三角锥形。
(3)通过(1)、(2)两例分析价层电子对的立体构型与分子的立体构型一定相同吗？二者之间有何规律存在？
【提示】 价层电子对的立体构型与分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。
[认知升华]
1．利用VSEPR模型确定粒子立体构型的步骤 1
中心原子价层电子对数→n＝σ键电子对数＋(a－xb)
2 ?
?
分子的立体构型——略去中心原子孤电子对 2．中心原子上的价层电子对数的计算
a表示中心原子的价电子数，对于主族元素来说，a＝最外层电子数；对于
高中化学人教版选修3教案：第2章 第2节 第1课时 形形色色的分子+价层电子对互斥理论(附答案)
