meiyangyang8602
請你回憶！這些分子為什么具有不同的空間結(jié)構(gòu)呢？
請你思考！同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？
請你思考！同為四原子分子，CH2O與 NH3 分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？
第二章 微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)
第 2 節(jié) 共價鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)
課時2 分子空間結(jié)構(gòu)的理論分析價電子對互斥理論
雜化軌道理論可以解釋分子的空間結(jié)構(gòu)
但對未知分子的空間結(jié)構(gòu)如何預(yù)測性？
請你思考！ 寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的電子式、結(jié)構(gòu)式及分子的空間構(gòu)型
預(yù)測未知分子的空間結(jié)構(gòu)
分析CO2 ， H2O，NH3 ，CH2O，CH4電子式的中心原子價電子層電子的成鍵情況。
n(價電子對數(shù))＝成鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)
分子中的中心原子的價電子對——成鍵電子對（bp)和孤電子對（Ip)由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離。
一種比較簡單的理論，可用來預(yù)測分子或離子的空間結(jié)構(gòu)
對ABn型的分子或離子，分子中的中心原子的價電子對——成鍵電子對（bp)和孤電子對（Ip)由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離。
推測分子的空間結(jié)構(gòu)方法
先分析分子中的中心原子的價電子對存在幾個空間取向，再讓這幾個空間取向盡量彼此遠(yuǎn)離。
（1）兩個原子間的成鍵電子不論是單鍵還是多重鍵，都看作一個空間取向；
（2）一對孤電子對可看作一個空間取向。
不同價電子對數(shù)的空間取向
直線形 面三角形 正四面體形 三角雙錐形 正八面體形
σ鍵電子對可從分子式來確定（ABn型）
A——中心原子，B——與A結(jié)合的原子n——與A結(jié)合的原子數(shù)
例如：H2O中O的σ鍵電子對數(shù)是______； NH3 中的σ鍵電子對數(shù)是________。
1、CO2中O的σ鍵電子對數(shù)是______；2、SO3中O的σ鍵電子對數(shù)是______；3、H3O+中O的σ鍵電子對數(shù)是______；4、NH4+ 中的σ鍵電子對數(shù)是________。
中心原子孤電子對數(shù)的確定方法
中心原子上的孤電子對數(shù)，可以通過寫出該分子或離子的電子式來確定
中心原子上的孤電子對數(shù)
中心原子上的孤電子對數(shù)，也可以利用如下公式來計算：
例如，H2O的中心原子為O原子，其價電子數(shù)為6，H原子的未成對電子數(shù)為1，可知：
中心原子的價電子數(shù)=主族序數(shù)
中心原子上的孤電子對數(shù)
(4-2×2)÷2＝0
(5-3×1)÷2＝1
(6-3×2)÷2＝0
其他原子的未成對電子數(shù)之和
成鍵電子對和孤對電子對會影響分子的空間構(gòu)型.
請你思考！ 請用價電子對互斥理論預(yù)測甲烷的空間結(jié)構(gòu)
根據(jù)VSEPR模型 預(yù)測 分子結(jié)構(gòu)
含孤電子對VSEPR模型
(4-4×1)÷2=0
水分子中氧原子價電子對數(shù)=2+2=4
(5-3×1)÷2=1
(6-3×2)÷2=0
(6-2×2)÷2=1
平面三角形 BF3
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
對于乙醇和乙酸這樣看似更加復(fù)雜的分子，同樣可以用“價電子對相互排斥而盡量遠(yuǎn)離”的原則快捷地判斷它們的分子結(jié)構(gòu)
在乙酸分子中，羧基上的碳原子的價電子對均為成鍵電子對，C=O 上的成鍵電子對僅有一個空間取向，因此碳原子的價電子對共有三個空間取向，相互排斥而遠(yuǎn)離，因此 C—C—O 部分呈三角形。
在乙醇分子中，羥基上的氧原子有兩對成鍵電子對和兩對孤電子對，價電子對共有四個空間取向；氧原子價電子對相互排斥而遠(yuǎn)離，呈四面體形，因此 C—O—H 呈角形。
請你思考！實驗測得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°，為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？
CH4分子中的C原子沒有孤電子對，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小。
當(dāng)價電子對包含孤電子對且成鍵電子對中也有多重鍵時，由于它們之間的斥力不同，會對分子的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。通常，多重鍵、成鍵電子對與孤電子對的斥力大小順序可定性地表示為：三鍵一三鍵＞三鍵－雙鍵＞雙鍵－雙鍵＞雙鍵－單鍵＞單鍵一單鍵Ip-Ip> > lp-bp> bp-bp
孤電子對－孤電子對＞孤電子對－成鍵電子對＞成鍵電子對－成鍵電子對。隨著孤電子對數(shù)目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。
所以，CH4、NH3、H2O這三種分子的價電子對數(shù)為4,因此應(yīng)該按四面體方向排布價電子對，但由于孤電子對排斥力大，使得氨分子中的鍵角為107. 3°,水分子中的鍵角為104. 5°。
俗稱光氣的二氯甲醛分子（COCI2)的價電子對數(shù)為3,分子為平面三角形
但由于存在碳氧雙鍵，使得單鍵一雙鍵的鍵角為124. 1°、單鍵一單鍵的鍵角為111. 8°.
值得注意的是，價電子對互斥理論一般不適用于推測過渡金屬化合物分子的空間結(jié)構(gòu)。
1.下列物質(zhì)中，分子的空間結(jié)構(gòu)與氨分子相似的是( )A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
2.下列微粒中，中心原子含有孤電子對的是( )A.SiH4 D. NH4+
3.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對，運(yùn)用價層電子對互斥模型，判斷下列說法中正確的是( )A.若n＝2，則分子的空間結(jié)構(gòu)為V形B.若n＝3，則分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形C.若n＝4，則分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形D.以上說法都不正確
4.有X、Y兩種活性反應(yīng)中間體微粒，均含有1個碳原子和3個氫原子，其球棍模型如圖所示： ， 。下列說法錯誤的是( )A.X的組成為CH3+ B.Y的組成為CH3-C.X的價層電子對數(shù)為4 D.Y中鍵角小于120°

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第2節(jié) 共價鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)

版本： 魯科版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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