第二节 分子的立体构型 第1课时 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。 3．能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。
形形色色的分子[学生用书P21]
常见分子的立体构型
类别 双原子分子 三原子分子 代表分子 HCl、N2 CO2 H2O 结构式 H—Cl、N≡N 分子的立体构型 直线形 直线形 V形 BF3 四原子分子 NH3 平面三角形 三角锥形 五原子分子 CH4
正四面体形 1．能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而呈正四面体结构的是( ) A．两个键之间的夹角为109°28′ B．C—H键为极性共价键 C．4个C—H键的键能、键长相同
D．碳原子的价电子都参与成键 答案：A
2．下列物质中，分子的立体构型与甲烷分子相似的是( ) A．CO2 C．PCl3 答案：D
1．分子的立体构型与键角的关系
分子类型 键角 180° <180° AB3 AB4 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 实例 CO2、BeCl2、CS2 H2O、H2S BF3、BCl3 NH3、PH3 CH4、CCl4 B．H2S D．SiCl4
AB2 2.分子的不同构型及其成因 (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构型：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。
(2017·长治高二质检)下列分子构型为正四面体的是( ) ①P4 ②NH3 ③CCl4 ④CH4 ⑤H2S ⑥CO2 A．①③④⑤ C．①③④
B．①③④⑤⑥ D．④⑤
[解析] NH3是三角锥形、H2S是V形、CO2是直线形。 [答案] C
CH4是正四面体构型，CH4与Cl2的四种取代产物(CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4)中，都是正四面体构型吗？说明理由。
答案：不是。由于C—H键和C—Cl键的键长不相等，所以CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3不是正四面体构型，而CCl4是正四面体构型。
常见分子的立体构型
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
解析：选D。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。
2．下列分子构型与分子中共价键键角对应一定正确的是( ) A．直线形分子：180° B．平面正三角形：120° C．三角锥形：109°28′ D．正四面体形：109°28′
解析：选B。A项，HCl是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角，A项错误；氨分子呈三角锥形，键角为107°，C项错误；甲烷与白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为109°28′、60°，D项错误。
价层电子对互斥理论[学生用书P22]
1．价层电子对互斥理论
分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。 2．中心原子上价层电子对的计算
??σ键电子对(1)价层电子对?
?中心原子上的孤电子对?
(2)计算
①σ键电子对的计算
由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O分子中，O有2对σ键电子对，NH3分子中，N有3对σ键电子对。
②中心原子上的孤电子对的计算 1
中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)
2a．a表示中心原子的价电子数。 对于主族元素：a＝最外层电子数。
对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数。 对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。 b．x表示与中心原子结合的原子数。
c．b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。
(3)VSEPR模型与分子或离子的立体构型
σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数互斥理论――→VSEPR模型――→分子或离子的立体构型。
分子或离子 CO2 SO2 CO23 －价层电子对略去孤电子对
孤电子对数 0 1 0 2 1 0 价层电子对数 2 3 3 4 4 4 VSEPR模型名称 直线形 平面三角形 平面三角形 四面体形 四面体形 正四面体形
分子或离子 的立体构型名称 直线形 V形 平面三角形 V形 三角锥形 正四面体形 H2O NH3 CH4 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)CH2Cl2分子只有一种，可说明CH4的立体构型为正四面体形。( ) (2)分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的。( ) (3)根据价层电子对互斥理论，H3O的立体构型为平面正三角形。( ) (4)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。( ) (5)SnBr2分子中Sn—Br键的键角等于180°。( ) 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2．用价层电子对互斥理论预测BF3的立体构型，结论正确的是( ) A．直线形 C．三角锥形
B．V形 D．平面三角形
＋
解析：选D。根据价层电子对互斥理论，BF3中心原子上没有孤电子对，价层电子对数是3，故为平面三角形。
1．利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的立体构型解题思路
说明：(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一对电子对看待。
(2)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CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。
2．分子或离子的立体构型的确定
(1)若分子中没有孤电子对，则VSEPR模型和分子的立体构型一致：
ABn n＝2 n＝3 n＝4 立体构型 直线形 平面三角形 正四面体形 范例 CO2 CH2O CH4 (2)若分子中有孤电子对，则VSEPR模型和分子的立体构型不一致。价层电子对互斥理论对几种分子的立体构型的预测如下表：
分子或离子的价层电子对数 中心原子上的σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的立体构型 分子或离子的立体构型名称 实例 2 3 2 3 0 0 直线形 平面三角形 直线形 平面三角CO2 BF3、BCl3、CO23 － 形
第二章第二节第1课时 价层电子对互斥理论
