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1、第二章分子结构与性质知识梳理一、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)理论要点分子的空间结构中心原子周围“价层电子对”相互排斥 成键键电子对中心原子上的孤电子对价层电子对互相静电排斥尽可能远离能量最低最稳定知识梳理价层电子对数n=2 n=3 n=4 n=5 n=6VSEPR模型VSEPR模型名称直线形 平面三角形四面体形三角双锥八面体形二、根据中心原子价层电子对数确定 VSEPR 理想模型知识梳理三、中心原子上的价层电子对数的计算ABn型分子或离子A称为中心原子；B称为配体原子；A与B之间形成共价键；A、B一般为主族元素。CH2O？HClO？HOClCO成键数目最多的原子(1)中心原子如CO2中
2、的C，H2O中的O,NH3中的N知识梳理三、中心原子上的价层电子对数的计算由化学式确定，即中心原子形成几个键，就有几对键电子对。例如：H2O分子中，O有对键电子对。NH3分子中，N有对键电子对。2 3H2ONH3(2)键电子对：知识梳理1 20孤电子对指成对，但不成键的价电子。根据电子式直接确定孤对电子(3)孤电子对：SO2？知识梳理 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。x表示与结合的原子数。l 价层电子对互斥模型n 价层电子对的计算p 中心原子价层电子对数键电子对数孤电子对数p 中心原子上的孤电子对数的计算中心原子
3、上的孤电子对数12(a-xb)a表示中心原子的价电子数；对主族元素：a；对 于 阳 离 子：a；对 于 阴 离 子：a。最外层电子数价电子数离子所带电荷数价电子数离子所带电荷数中心原子8该原子的价电子数知识梳理l 价层电子对互斥模型n VSEPR模型的应用预测分子空间结构p 中心原子不含孤电子对分子或离子键电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子(或离子)的空间结构及名称CO2直线形 直线形BF3平面三角形平面三角形CH4正四面体形 正四面体形2 03 04 0知识梳理l 价层电子对互斥模型n VSEPR模型的应用预测分子空间结构分子或离子价层电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子的空间
4、结构及名称NH3H2OSO2p 中心原子含孤电子对14 2314 四面体形 三角锥形四面体形 V形平面三角形V形略去VSEPR模型中的中心原子上的，便可得到分子的空间结构。孤电子对例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是_对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是_四面体型4对电子VSEPR理想模型分子空间结构略去孤电子对CH4正四面体无孤电子对H2ONH3V形三角锥形略去孤电子对略去孤电子对知识梳理l 价层电子对互斥模型n 预测分子的空间结构的步骤01计算中心原子的成键电子 对 数结 合 原 子 数03价层电子对数键电子对数孤电子对数05略去孤电子对，确定分子的空间结构02计算中心原子上
5、的 孤 电 子 对 数04 确定VSEPR理想模型典例精讲分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数CO2SO2NHCO+4C 4+26 3 2(6-32)20N 5-14 4 1(4-41)20【例1】计算中心原子上的孤电子对数2-3C 4 2 2(4-22)20S 6 2 2(6-22)21p 中心原子上的孤电子对数的计算中心原子上的孤电子对数12(a-xb)1、a为中心原子的价电子数（对于主族元素等于原子的最外层电子数）；2、x为与中心原子结合的原子数；3、b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数知识梳理C原子价层电子：2s22p2CH4中的C原子杂化轨道 轨道数目？轨道
6、能量？轨道形状？轨道成分？轨道方向？基态 激发态2s2p激发2s2p杂化4个 sp3 杂化轨道自旋方向相同轨道数目 轨道能量杂化前杂化后总数不变44p轨道稍大于s 轨道，但是在同一能级组中，能量接近。4个杂化轨道能量相同，能量处于s 与p轨道之间。知识梳理 轨道方向：为了使轨道间的排斥最小，体系最稳定，四个杂化轨道在空间应尽可能远离，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为10928。轨道形状 轨道成分杂化前 球形、哑铃形杂化后葫芦形，一头大，一头小10928s p基态激发态2s2p激发2s2p杂化4个 sp3 杂化轨道自旋方向相同甲烷分子(CH4)中共价键的形成过程：4
7、+H 1s C sp3 CH4 四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的 s-sp3 的键。从而使CH4分子具有正四面体构型。形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。sp3杂化与2个H原子成2个键H2O分子中氧原子的杂化过程基态2s2psp3杂化轨道孤对电子H2O呈V形结构。水分子的键角本应109 28,但由于有2对孤对电子的斥力,该键角变小,成为105。105sp3杂化氨分子(NH3)中氮原子杂化过程基态2s2psp3杂化轨道与3个H原子成3个键孤对电子分子空间结构：三角锥形孤对电子价层中的成键电子对与孤对电子都要占有
8、杂化轨道,且相互排斥，其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强，故偏离10928,变成为键角107。sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180，呈直线形。sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,形成2个sp杂化轨道。x y z x y z z x y z x y z 180（1 1）sp sp杂化 杂化Be原子：1s22s2 没有未成对电子spsp杂化如：如：BeCl BeCl2 2分子的形成 分子的形成180ClClBe180Be Cl Cl 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p
9、轨道的成分每两个轨道间的夹角为120，呈平面三角形。sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂化轨道。x y z x y z z x y z x y z sp2sp2杂化如 如BF BF3 3分子的形成：分子的形成：B：1s22s22p1 没有3个未成键电子120（2 2）sp sp2 2杂化 杂化FFFB如 如BF BF3 3分子的形成：分子的形成：（2 2）sp sp2 2杂化 杂化F原子的2p轨道sp2杂化轨道为正三角形分子空间构型平面正三角形知识梳理二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系n 情况一：当杂化轨道全部用于形成键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间
10、结构相同杂化类型 sp sp2sp3轨道夹角 180 120 10928杂化轨道示意图 实例 BeCl2BF3CH4分子结构示意图分子空间结构直线形 平面三角形正四面体形激发态2s2p激发基态2s2p杂化2p3个sp2杂化轨道 1个2p 轨道sp2乙烯分子(C2H4)中碳原子的SP2杂化过程sp2杂化轨道只能形成3个键，未参与杂化的2p轨道能形成1个键。分子空间结构：平面形分子激发态2s2p激发基态2s2p杂化2个sp1杂化轨道 2个2p 轨道2psp1乙炔分子(C2H2)中碳原子的SP杂化过程C C HHSP杂化轨道只能成2个键,2p能形成2个键。分子空间结构：直线形分子知识梳理n 根据杂化
11、轨道之间的夹角判断l 判断中心原子杂化轨道类型的三种方法若杂化轨道之间的夹角 为 10928，则 中心原子发生sp3杂化若杂化轨道之间的夹角为120，则中心原子发生sp2杂化若杂化轨道之间的夹角为180，则中心原子发生sp杂化有机物分子中碳原子杂化类型的判断方法：饱和碳原子均采取sp3杂化；连接双键的碳原子均采取sp2杂化；连接三键的碳原子均采取sp杂化。知识梳理n 根据杂化轨道的空间分布判断l 判断中心原子杂化轨道类型的三种方法若 杂 化 轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化若杂化轨道在空间的分布呈直线形
12、，则中心原子发生sp杂化知识梳理n 方法三：根据杂化轨道数目判断杂化轨道数目 2 3 4杂化类型 sp sp2sp3l 判断中心原子杂化轨道类型的三种方法杂化轨道只能用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个键。杂化轨道数目价层电子对数目键电子对数目中心原子的孤电子对数目典例精讲物质 价层电子对数 杂化轨道数 杂化轨道类型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O【例1】回顾所学内容，认真填写下表：22sp33sp244sp333sp244sp344sp3知识梳理l 总结分子的空间结构预测解释测定VSEPR模型杂化轨道理论分子的空间结构 光谱3.实验测得NH3的键角为1
13、07，H2O的键角为105,为什么NH3和H2O的键角均小于10928？相较成键电子对，孤电子对有较大的排斥力思考与讨论10928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，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。总结：由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。价层电子对数成键电子对数孤对电子对数分子类型VSEPR 模型 分子构型 实例2320AB2直线形30AB321AB2平面三角形V 形SnBr2、PbCl2、SO2VSEPR模型应用预测分子立体构型BeCl2、CO2SO3、BF3归纳总结 价层电子对数成键电子对数孤对电子对数分子类型VSEPR 模型分子构型 实例44 0AB43 1AB32 2AB2正四面体三角锥形形H2OCCl4、NH4、SO42、CH4PCl3、SO32、H3O+、NH3电子对数目电子对的空间构型成键电子对数孤电子对 数VSEPR模型分子的空间构型实 例5三角双锥5 0三角双锥PCl54 1变形四面体SF43 2 T形 BrF32 3 直线形 XeF2