4.1 課時(shí)2 價(jià)層電子對(duì)互斥模型和等電子原理 課件 高二下學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修2

專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型和等電子原理1.了解等電子體的概念及判斷方法，能用等電子原理解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì)，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明“等電子原理”的應(yīng)用。2．了解價(jià)層電子對(duì)互斥理論，通過(guò)對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型的探究，建立判斷分子空間結(jié)構(gòu)的思維模型。用實(shí)驗(yàn)的方法可以測(cè)定分子的空間結(jié)構(gòu)紅外光譜晶體的X射線衍射核磁共振常見(jiàn)分子的空間結(jié)構(gòu)CO2H2O①直線形②V形180°105°NH3③三角錐形107°CH4109°28′④正四面體形CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么類型的雜化軌道？NH3

空間結(jié)構(gòu)：三角錐形鍵角：107°18′氮原子的3個(gè)sp3雜化軌道與3個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊形成3個(gè)N-Hσ鍵，其中1個(gè)sp3雜化軌道中占有孤電子對(duì)。sp3雜化2s2p未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì)孤電子對(duì)H2O

空間結(jié)構(gòu)：V形鍵角為：104°30′sp3雜化2s2p109°28′孤電子對(duì)109°28′氧原子的2個(gè)sp3雜化軌道與2個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊形成2個(gè)O-Hσ鍵，其中2個(gè)sp3雜化軌道中占有孤電子對(duì)。H2O

CH4

NH3成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)由于中心原子的孤電子對(duì)占有一定空間，對(duì)其他成鍵電子對(duì)存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。分子的空間結(jié)構(gòu)除了和中心原子與結(jié)合原子間的電子對(duì)有關(guān)，還和中心原子的孤電子對(duì)有關(guān)。一、價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子中的價(jià)電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)）由于相互排斥作用，而趨向于盡可能彼此遠(yuǎn)離以減小斥力，分子盡可能采取對(duì)稱的空間結(jié)構(gòu)。價(jià)層電子對(duì)互相排斥盡可能遠(yuǎn)離能量最低最穩(wěn)定內(nèi)容:分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子的“價(jià)電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果。ABm型分子的價(jià)電子對(duì)計(jì)算方法對(duì)于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)可以通過(guò)下式確定：價(jià)電子對(duì)的計(jì)算2中心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)×mn=對(duì)于主族元素，等于原子的最外層電子數(shù)，如：C為4個(gè)，N為5個(gè)；對(duì)于陽(yáng)離子，等于價(jià)電子數(shù)-離子電荷數(shù)，如：NH4+為5-1=4個(gè)；對(duì)于陰離子，等于價(jià)電子數(shù)+|離子電荷數(shù)|，如：PO43-為5+3=8個(gè)。2中心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)×mn=作為配位原子，鹵素原子、氫原子提供1個(gè)價(jià)電子，氧原子和硫原子按不提供價(jià)電子計(jì)算；作為中心原子，鹵素原子按提供7個(gè)價(jià)電子計(jì)算，氧族原子按提供6個(gè)價(jià)電子計(jì)算；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＝8－該原子的價(jià)電子數(shù)。如：O為2、N為3（化合價(jià)數(shù)）一、價(jià)層電子對(duì)互斥模型價(jià)電子對(duì)數(shù)空間結(jié)構(gòu)234直線形平面三角形正四面體形109°28′價(jià)電子對(duì)（n）分布的幾何構(gòu)型價(jià)電子對(duì)互斥模型（VSEPR模型）的用途預(yù)測(cè)分子或離子的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)判斷VSEPR理想模型略去孤電子對(duì)得到分子空間結(jié)構(gòu)中心原子無(wú)孤電子對(duì)的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空間結(jié)構(gòu)。若有：先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對(duì)，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)學(xué)以致用：CO2為什么不是直角形狀，而是直線型呢？CO2分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)：24+0×2n==2CO2分子價(jià)電子對(duì)為2。這2對(duì)價(jià)層電子對(duì)之間彼此排斥，便得到了直線型的VSEPR模型，也就是二氧化碳分子的空間構(gòu)型。一、價(jià)層電子對(duì)互斥模型中心原子無(wú)孤電子對(duì)的分子中心原子有孤電子對(duì)的分子CH4H2ONH3含孤電子對(duì)的VSEPR模型分子的空間結(jié)構(gòu)模型V形三角錐形正四面體形CH4、NH3和H2O分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)都是4，中心原子均采取sp3雜化，價(jià)電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型均為正四面體。具有相同價(jià)電子對(duì)數(shù)的分子，中心原子的雜化軌道類型相同，價(jià)電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型也相同。如果分子中中心原子的雜化軌道上存在孤電子對(duì)，由于孤電子對(duì)比成鍵電子對(duì)更靠近中心原子的原子核，因而價(jià)電子對(duì)之間的斥力大小順序?yàn)椋弘S著孤電子對(duì)數(shù)目的增多，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增強(qiáng)，使得成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的鍵角也被“壓縮”而減小。孤電子對(duì)與孤電子對(duì)之間的斥力>孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力>因此CH4、NH3和H2O分子中鍵角依次減小。CH4分子中C原子的雜化軌道上沒(méi)有孤電子對(duì)NH3分子中N原子的雜化軌道上有1對(duì)孤電子對(duì)H2O分子中O原子的雜化軌道上有2對(duì)孤電子對(duì)ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)小結(jié)：價(jià)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布模型立體結(jié)構(gòu)實(shí)例23直線形20

AB2直線形

30

AB3平面三角形

21

AB2V形O3

SO2平面三角形BF3、BCl3、SO3CO2、BeCl2價(jià)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布模型立體結(jié)構(gòu)實(shí)例4ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)小結(jié)：正四面體正四面體

三角錐形

V形H2O40

AB431

AB322

AB2NH3、NF3

CH4、CCl4價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型略去孤電子對(duì)分子的立體構(gòu)型σ鍵電子對(duì)中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)目?jī)r(jià)層電子對(duì)互斥模型

下列微粒的中心原子的孤電子對(duì)數(shù)或空間結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤的是(

)D二、等電子原理1、等電子體具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征，性質(zhì)相近2、等電子體原理CONN原子總數(shù)價(jià)電子數(shù)空間結(jié)構(gòu)鍵能kJ/mol熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃溶解度25℃CO210直線形1071.1-205-1912.3mlN2210直線形946-210-1951.6ml1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵(1)同族元素互換法：即將既定粒子中的某元素?fù)Q成它的同族元素。(2)價(jià)電子遷移法：即將既定粒子中的某元素原子的價(jià)電子逐一轉(zhuǎn)移給粒子中的另一種元素的原子，相應(yīng)原子的質(zhì)子數(shù)也隨之減少或增加，變換為具有相應(yīng)質(zhì)子數(shù)的元素。(3)電子電荷互換法：即將既定粒子中的某元素原子的價(jià)電子轉(zhuǎn)化為粒子所帶的電荷，相應(yīng)原子的質(zhì)子數(shù)也隨之減少或增加。這種方法可實(shí)現(xiàn)分子與離子的互換。等電子體的確定方法常見(jiàn)等電子體CON22個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)103個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)163個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)184個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)245個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)32平面三角直線型V型CO2

CS2SO2O3SO3

BF3

CCl4

SiF4CN–

NO+

C22–NO2+

N3–NO2–CO32–NO3–SO42–PO43–正四面體核外電子總數(shù)不一定相同；等電子體可以拓展到離子。3、等電子原理應(yīng)用：可以判斷一些簡(jiǎn)單分子或離子的立體結(jié)構(gòu)。等電子體不僅有相似的空間結(jié)構(gòu)，而且有相似的性質(zhì)。晶體硅、鍺是良好的半導(dǎo)體材料，它們的等電子體磷化鋁（AlP）、砷化鎵（GaAs）也都是良好的半導(dǎo)體材料。3、等電子原理應(yīng)用：制造新材料等。晶體硅砷化鎵1．氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學(xué)試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關(guān)于氯化亞砜分子的幾何構(gòu)型和中心原子(S)采取雜化方式的說(shuō)法正確的是(

)A．平面三角形、sp2 B．V形、sp2C．三角錐形、sp3 D．三角錐形、sp2C2．通常把原子總數(shù)和價(jià)電子