高中化学第二章分子结构与性质第二节第1课时价层电子对互斥理论同步练习新人教版选修3 10页

第1课时　价层电子对互斥理论 ‎[明确学习目标]　1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2.能根据价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的构型。‎ 学生自主学习 一、形形色色的分子 ‎1．三原子分子(AB2型)‎ ‎2．四原子分子(AB3型)‎ ‎3．五原子分子(AB4型)‎ 最常见的为正四面体形，如甲烷分子的立体结构为正四面体形，键角为109°28′。‎ - 10 -‎ 二、价层电子对互斥理论 ‎1．价层电子对互斥理论(VSEPR)‎ 分子中的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能采取对称的立体构型，以减小斥力。‎ ‎2．价层电子对的确定方法 σ键电子对数可由分子式确定。‎ a表示中心原子的价电子数，对于主族元素来说，a＝原子的最外层电子数；对于阳离子来说，a＝中心原子的价电子数－离子电荷数；对于阴离子来说，a＝中心原子的价电子数＋|离子电荷数|。‎ x表示与中心原子结合的原子数。‎ 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模型预测分子或离子的立体构型 ‎(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子 - 10 -‎ ‎(2)中心原子上有孤电子对的分子 对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。‎ - 10 -‎ ‎1．五原子的分子空间构型都是正四面体吗？‎ 提示：不是，只有中心原子所连四个键的键长相等时才为正四面体。如CH3Cl因C—H键和C—Cl键键长不相等，故CH3Cl分子的四面体不再是正四面体。‎ ‎2．VSEPR模型和分子的立体构型二者相同吗？‎ 提示：不一定相同。(1)VSEPR模型指的是包括σ键电子对和孤电子对在内的空间构型；分子的立体构型指的是组成分子的所有原子(只考虑分子内的σ键)所形成的空间构型。‎ ‎(2)若分子中没有孤电子对，VSEPR模型和分子立体构型一致；若分子中有孤电子对，VSEPR模型和分子立体构型不一致。‎ ‎3．如何计算SO2的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数？‎ 提示：SO2分子中的中心原子是S，成键电子对数为2。‎ 孤电子对数＝(a－xb)＝×(6－2×2)＝1，‎ 价层电子对数＝2＋1＝3。‎ 课堂互动探究 一、形形色色的分子 ‎1．四原子分子不一定都是平面三角形或三角锥形。如白磷(P4)分子，四个磷原子位于正四面体的四个顶点，键角为60°。‎ ‎2．AB4型分子或离子CX4(X为卤素原子或氢原子)、SiCl4、SiH4、NH、SiO属于正四面体构型，AB4型分子(如CH4)中的B原子被其他原子取代后仍为四面体形，但不一定是正四面体形结构。‎ ‎3．记住一些常见分子的立体构型及键角，则可推测组成相似的其他分子的立体构型。 如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等。‎ ‎[即时练]‎ ‎1．下列分子的立体结构模型正确的是(　　)‎ A．CO2的立体结构模型：‎ - 10 -‎ 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：‎ 答案　D 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。‎ ‎2．下列分子的空间构型是平面三角形的是(　　)‎ A．P4 B．C2H2 C．BF3 D．CH3Cl 答案　C 规律方法 常见的立体构型为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等；常见的立体构型为V形的分子有H2O、H2S、SO2等；常见的立体构型为平面三角形的分子有BF3、SO3等；常见的立体构型为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等；常见的立体构型为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。记住常见分子的立体构型可类推出同类别物质的立体构型。‎ 二、根据价层电子对互斥理论判断分子的立体构型 ‎(1)对于ABn型分子，利用VSEPR理论预测分子立体构型的思路：价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数VSEPR模型分子的立体构型。如H2O和NH3的中心原子上的价层电子对数都是4，这些价层电子对相互排斥(中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥)，形成四面体形的VSEPR模型，略去该模型中的中心原子上的孤电子对，便可得H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形，如下图所示。‎ - 10 -‎ 常见分子的VSEPR模型和分子的立体构型如下表所示：‎ - 10 -‎ ‎(2)当ABn型分子的中心原子上的价电子都用于形成共价键时(如CO2、CH4分子中的碳原子)，它们的立体构型也可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：‎ ‎ [即时练]‎ ‎3．用价层电子对互斥理论判断SO3的立体构型为(　　)‎ A．正四面体形 B．V形 C．三角锥形 D．平面三角形 答案　D 解析　SO3的中心原子硫原子的价电子数为6，与中心原子结合的原子数为3，氧原子最多能接受的电子数为2，则中心原子的孤电子对数＝(6－3×2)＝0，故价层电子对数＝σ键电子对数＝3，SO3的立体构型与其VSEPR模型一致，为平面三角形，故选D。‎ ‎4．填写下列空白：‎ - 10 -‎ 答案　‎ 本课归纳总结 分子空间构型的确定方法 价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数 VSEPR模型分子的立体构型。‎ 学习效果检测 ‎1．下列分子的空间构型是直线形的是(　　)‎ A．CH4 B．C2H2 C．BF3 D．H2O 答案　B 解析　CH4的空间构型是正四面体，BF3的空间构型是平面三角形，H2O的空间构型是V形。‎ ‎2．下列关于价电子对互斥理论的叙述不正确的是(　　)‎ A．价电子对互斥理论可用来预测分子的空间构型 - 10 -‎ B．分子中中心原子的价电子对的相互排斥作用决定了分子的空间构型 C．中心原子上的孤电子对不参与相互排斥作用 D．分子中键角越大，价电子对之间的斥力越小，分子越稳定 答案　C 解析　中心原子上的孤电子对会占据中心原子周围的空间，并参与相互排斥作用。‎ ‎3．下列常见分子的立体构型最相近的是(　　)‎ A．CO2和SO2 B．CH4和NH3‎ C．CH2O和BCl3 D．H2O和BeCl2‎ 答案　C 解析　CO2和SO2的立体构型分别为直线形和V形，A错误；CH4和NH3的立体构型分别为正四面体形和三角锥形，B错误；CH2O和BCl3的立体构型均为平面三角形，其中后者为正三角形，C正确；H2O和BeCl2的立体构型分别为V形和直线形，D错误。‎ ‎4．已知：①CS2　②PCl3　③H2S　④CH2O　⑤H3O＋　⑥NH　⑦BF3　⑧SO2。请回答下列问题：‎ ‎(1)中心原子没有孤电子对的是________(填序号，下同)。‎ ‎(2)立体构型为直线形的分子或离子有________；立体构型为平面三角形的分子或离子有________。‎ ‎(3)立体构型为V形的分子或离子有________。‎ ‎(4)立体构型为三角锥形的分子或离子有________。立体构型为正四面体形的分子或离子有________。‎ 答案　(1)①④⑥⑦　(2)①　④⑦　(3)③⑧　‎ ‎(4)②⑤　⑥‎ 解析　①CS2的中心原子的价电子对数＝2＋＝2，不含孤电子对，故为直线形；②PCl3的中心原子的价电子对数＝3＋＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；③H2S的中心原子的价电子对数＝2＋＝4，含2对孤电子对，故为V形结构；④CH2O的中心原子的价电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑤H3O＋的中心原子的价电子对数＝3＋＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；⑥NH的中心原子的价电子对数＝4＋＝4，不含孤电子对，故为正四面体形；⑦BF3的中心原子的价电子对数＝3＋＝3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑧SO2的中心原子的价电子对数＝2＋＝3，含1对孤电子对，故为V形结构。‎ - 10 -‎ - 10 -‎