1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥模型课程目标核心素养建构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构型。知 识 梳 理一、形形色色的分子1.三原子分子立体构型2.四原子分子立体构型3.五原子分子立体构型：最常见的是正四面体，如CH4，键角为10928。【自主思考】下列分子根据其分子立体构型连线。答案ABCDE二、价层电子对互斥理论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价层电子对互斥模型(VSEPR模型)与分子(离子)的立体结构价电子对数成键数孤电子对数电
2、子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O【自主思考】如何确定ABn型分子空间构型？答案（1）确定中心原子（A）的价层电子对数。（2）根据计算结果找出理想的VSEPR模型。（3）略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间，剩下的便是分子的立体构型。效 果 自 测1.判断正误，正确的打“”；错误的打“”。（1）所有的三原子分子都是直线形结构。（）（2）所有的四原子分子都是平面三角形结构。（）（3）五原子分子的空间构型都是正四面体。（）（4）P4和CH4都是正四面体分子且键角都为1092
3、8。（）（5）NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强。（）（6）VSEPR模型和分子的立体构型，二者可能是不同的。（）答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）2.H2O的中心原子上有对孤电子对，与中心原子上的键电子对相加等于，它们相互排斥形成形VSEPR模型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，因而H2O分子呈形。答案24四面体V3.用价层电子对互斥模型预测下列粒子的立体结构。（1）H2Se（2）OF2（3）BCl3（4）PCl3（5）CO2（6）SO2（7）H3O（8）SO答案（1）V形（2）V形（3）平面三角形（4）三角锥形（5）直线形（6）V形（7）三角锥
4、形（8）正四面体形探究一常见分子的构型【探究讨论】1.分子的立体构型与化学式有必然联系吗？提示没有。AB2（或A2B）型分子可能是直线形分子，也可能是V形分子，AB3（或A3B）型分子可能是平面三角形分子，也可能是三角锥形分子，AB4型分子一定是正四面体形分子。2.分子的稳定性与分子的空间构型有关系吗？提示分子的稳定性与分子的空间构型有关。如C6H12有船式和椅式两种空间构型，其中椅式结构更稳定。【点拨提升】1.常见分子的立体构型类别代表分子结构式分子的立体构型名称双原子分子HCl、N2HCl、NN直线形三原子分子CO2O=C=O直线形H2OV形四原子分子BF3平面三角形NH3三角锥形五原子分
5、子CH4正四面体形2.分子的立体构型与键角的关系分子类型键角立体构型名称实例AB2180直线形CO2、BeCl2、CS2180V形H2O、H2SAB3120平面三角形BF3、BCl3120三角锥形NH3、H3O、PH3AB410928正四面体形CH4、NH、CCl4【典题例证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：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。答案D【学以致用1】下列分子的立
6、体构型为正四面体形的是（）P4NH3CCl4CH4H2SCO2A. B.C. D.解析NH3的立体构型是三角锥形、H2S的立体构型是V形、CO2的立体构型是直线形，故选C。答案C探究二利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的立体构型【探究讨论】1.价层电子对互斥模型与分子的立体构型一致吗？提示不一定。（1）价层电子对互斥模型（VSEPR模型）指的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。（2）当中心原子无孤电子对时，分子的立体构型与价层电子对的立体构型一致；当中心原子有孤电子对时，分子的立体构型与价层电子对的立体构型不一致。2.分析总结ABn型分子或离子
7、构型的基本思路是什么？提示确定ABn型分子或离子立体构型的思路键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子上的价层电子对数VSEPR模型分子或离子的立体构型。【点拨提升】1.价层电子对互斥理论的基本要点（1）ABn型分子或离子的立体构型取决于中心原子A价层电子对（包括成键电子对即键电子对和孤电子对）的相互排斥作用，分子的立体构型采取价层电子对相互排斥作用最小的那种结构。（2）若价层电子对全部是成键电子对（即键电子对），为使价层电子对之间斥力最小则尽可能采取对称立体结构，若价层电子对包含孤电子对时，则孤电子对与成键电子对之间、孤电子对之间和成键电子对之间的排斥作用不同，从而影响分子或离子的立体构型。
8、（3）ABn型分子或离子价层电子对数目和价层电子对立体构型的关系：价层电子对数孤电子对数成键电子对数VSEPR模型名称分子或离子立体构型名称202直线形直线形303平面三角形平面三角形312平面三角形V形404四面体形正四面体形413四面体形三角锥形422四面体形V形2.利用VSEPR模型确定ABn型分子或离子立体构型的步骤（1）确定中心原子A的价层电子对数目键电子对数的确定方法：由分子式确定。如H2O分子中的中心原子为O，O有2对键电子对。NH3中的中心原子为N，N有3对键电子对。中心原子上的孤电子对数的确定方法：中心原子上的孤电子对数（axb）a表示中心原子的价电子数；对主族元素：a最外层
9、电子数；对于阳离子：a价电子数离子电荷数；对于阴离子：a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。中心原子A价层电子对数键电子对数（成键电子对数）中心原子上的孤电子对数。（2）确定VSEPR模型（价层电子对立体构型）根据中心原子A的价层电子对数，找出对应的VSEPR模型价层电子对数（n）234VSEPR模型名称直线形平面三角形四面体形（3）确定分子或离子的立体构型若中心原子A无孤电子对，则分子或离子的立体构型为价层电子对的立体构型（VSEPR模型）。若中心原子A有孤电子对，则分子或离子的立体构型为略去
10、中心原子孤电子对后的成键电子对的立体构型。【典题例证2】氮元素和硫元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是；酸根呈三角锥形结构的酸是（填化学式）。解析氮元素和硫元素形成的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4。由于H没有电子，所以HNO2与NO、HNO3与NO、H2SO3与SO、H2SO4与SO中中心原子的价层电子对数是相同的。离子价层电子对数（对孤对）立体构型名称NO213V形NO303平面三角形SO314三角锥形SO404正四面体形答案HNO2、HNO3H2SO3【学以致用2】用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间构型：BeCl2，SCl2，BF3，PF
11、3，NH，SO。解析根据各分子的电子式和结构式，分析中心原子的孤电子对数，依据中心原子连接的原子数和孤电子对数，确定VSEPR模型和分子的空间构型。分子或离子中心原子孤电子对数分子或离子的价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子空间构型名称BeCl202直线形直线形SCl224四面体形V形BF303平面三角形平面三角形PF314四面体形三角锥形NH04正四面体形正四面体形SO14四面体形三角锥形答案直线形V形平面三角形三角锥形正四面体形三角锥形1.下列分子或离子中，不含孤电子对的是（）A.H2O B.H3O C.NH3 D.NH解析分别写出其电子式、，即可得出答案。答案D2.用价层电子对互斥理
12、论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是（）A.直线形三角锥形 B.V形三角锥形C.直线形平面三角形 D.V形平面三角形解析H2S分子中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥使H2S分子呈V形；而BF3分子中心原子B的价电子都用于形成共价键，故BF3是平面三角形。答案D3.六氟化硫分子呈正八面体形（如图所示），在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是（）A.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫B.六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构C.六氟化硫分子中的SF键都是键，且键长、键能都
13、相等D六氟化硫分子中S原子的价层电子对数为4解析SF6分子中，S和F的化合价分别是6和1，S的化合价已达到最高价，不会再升高，而F的氧化性比O强，所以六氟化硫不易燃烧，A错误；SF6分子中的硫原子并不是8电子稳定结构，氟原子满足8电子稳定结构，B错误；SF6分子中只有SF极性共价单键，均为键，S原子的价层电子对数为6。答案C4.下列说法中，正确的是（）A.由分子构成的物质中一定含有共价键B.形成共价键的元素不一定是非金属元素C.正四面体结构的分子中的键角一定是10928D.CO2和SO2都是直线形分子解析由分子构成的物质中不一定有共价键，如He；AlCl3中Al与Cl间以共价键结合，但Al为金
14、属元素；P4为正四面体结构，键角为60；CO2分子的中心原子无孤电子对，为直线结构，而SO2分子的中心原子有孤电子对，为V形结构。答案B5.（1）硫化氢（H2S）分子中，两个HS键的夹角接近90，说明H2S分子的立体构型为。（2）二氧化碳（CO2）分子中，两个C=O键的夹角是180，说明CO2分子的立体构型为。（3）能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是（双选）。a.两个键之间的夹角为10928b.CH键为极性共价键c.4个CH键的键能、键长都相等d.二氯甲烷（CH2Cl2）只有一种（不存在同分异构体）解析（1）、（2）中可由键角直接判断分子的立体构型。（3）五原子分子CH4可能
15、有平面四边形和正四面体形两种立体构型，不管为哪种，b、c两项都成立；若为前者，则键角为90，CH2Cl2有两种：和；若为后者，则键角为10928，CH2Cl2只有一种。答案（1）V形（2）直线形（3）ad课时作业基础题组1.下列有关描述正确的是（）A.NO为V形分子B.ClO的立体构型为平面三角形C.NO的VSEPR模型、立体构型均为平面三角形D.ClO的VSEPR模型、立体构型相同解析NO中N原子的价层电子对数3（5231）3，没有孤电子对，故A项错误；C项正确；ClO中氯原子的价层电子对数3（7321）4，有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形而立体构型为三角锥形，B、D项错误。答案C2
16、.下列分子的立体结构错误的是（）A.SO2：B.NH3：C.CS2：D.CH4：解析NH3的立体结构是三角锥形，B项错误。答案B3.下列分子构型与分子中共价键键角对应正确的是（）A.直线形分子：180B.平面三角形：120C.三角锥形：10928D.正四面体形：10928解析A项，HCl也是直线形分子，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10928、60，D项错误。答案B4.下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（）A.价层电子对就是键电子对B.孤电子对数由分子式来确定C.分子的立体构型是价层电子对
17、互斥的结果D.孤电子对数等于键数解析价层电子对数是键数与孤电子对数之和，孤电子对数是指没有成键的价电子对数，其与中心原子价层电子总数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数有关，A、B、D项错误。答案C5.S2Cl2的结构式为ClSSCl，下列有关该分子的说法正确的是（）A.每个中心原子上有3对孤电子对B.属于直线形分子C.分子中共有10对未成键电子对D.分子中含有三个键解析S2Cl2分子的中心原子是硫，硫原子、氯原子分别有2对、3对未成键电子对，A项错误，C项正确；该分子的每个中心原子形成2个键且有2对孤电子对，故S2Cl2不可能是直线形分子，B项错误；单键均是键，D
18、项错误。答案C6.硫化羰（分子式为COS）是一种有臭鸡蛋气味的无色气体，可视为由一个硫原子取代了CO2分子中的一个氧原子后形成的，下列有关硫化羰的说法正确的是（）A.硫化羰的结构式为C=O=SB.分子中三个原子位于同一直线上C.中心原子价层电子对数为4D.分子是V形结构解析由题干信息可知，硫化羰的中心原子是碳，结构式为O=C=S，中心原子价层电子对数是2，属于直线形分子，故B项正确。答案B7.有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：（X），（Y）。下列说法错误的是（）A.X的组成为CHB.Y的组成为CHC.X的价层电子对数为4D.Y中键角小于120解析
19、由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组成为CH，A项正确，C项错误；Y为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CH，键角比120小，B、D项正确。答案C8.下列有关NH3和BF3的说法正确的是（）A.NH3和BF3的立体构型都是三角锥形B.NH3中N原子上有1对孤电子对，BF3中B原子上无孤电子对C.NH3和BF3形成的化合物NH3BF3中各原子都达到8电子稳定结构D.NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4解析A项，BF3的立体构型为平面三角形，错误；B项，NH3中N原子上的孤电子对数（531）1，BF3中B原子上的孤电子对数（331）0，正确；C项
20、，NH3BF3中氢原子形成2电子稳定结构，错误；D项，BF3中B原子的价层电子对数为303，错误。答案B9.三原子分子或离子的常见立体构型有形与形两种；四原子分子或离子的常见立体构型有形、形等；五原子分子或离子最常见的立体构型是形；硫化氢分子中，两个HS键的键角接近90，H2S分子的空间构型为形；二氧化碳分子是直线形分子，则分子中的键角呈；甲烷分子中，两个相邻CH键的夹角是10928，说明CH4分子的空间构型为形。解析组成确定的微粒，其空间构型既与中心原子的键电子对数有关，也与中心原子是否存在孤电子对有关，由于这些微粒的中心原子有些有孤电子对，有些则没有，故它们的立体构型有所不同。答案直线V平
21、面三角三角锥四面体V180正四面体10.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间构型依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题：（1）Z的氢化物的结构式为_，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为_，该分子的立体构型为_。（2）Y的价层电子排布式为_，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为_。（3）X与Z形成的最简单化合物的化学式是，该分子中的键角是。（4）D、E的最简单氢化物的分子空间构型分别是正四面体形与三角锥形，这是因为（填序号）。a.两种分子的中心原子的价层电子对数不同b.D、E的非金属性不同c.E的氢化物分子中有一对孤电子对
22、，而D的氢化物分子中没有解析由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数2（61111）4，SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为10928。CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子构型不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子构型与元素的非金属性强弱无关。答案（1）HCl2（61111）4V形（2）3s23p4平面三角形（3）SiCl410928（4）c能力提升11.（1）有下列分子或离子：CS2，PCl3，H2S，CH2O，H3O，NH， SO2。粒子
23、的立体构型为直线形的有（填序号，下同）；粒子的立体构型为V形的有；粒子的立体构型为平面三角形的有；粒子的立体构型为三角锥形的有；粒子的立体构型为正四面体形的有。（2）若ABn的中心原子上有一对孤电子对未能成键，当n2时，其立体构型为；当n3时，其立体构型为。（3）俗称光气的氯代甲酰氯分子（COCl2）为平面三角形，但CCl键与C=O键之间的夹角为124.3；CCl键与CCl键之间的夹角为111.4，解释其原因：_。（4）氮可以形成多种离子，如N3、NH、N、NH、N2H、N2H等，已知N2H与N2H是由中性分子结合质子形成的，类似于NH，因此有类似于NH的性质。写出与N互为等电子体的物质的化学
24、式：（两种）。预测下列微粒的立体构型：NH：，N：。N的结构式为。解析（1）微粒中心原子价层电子对数中心原子键电子对数中心原子孤电子对数立体构型CS2220直线形PCl3431三角锥形H2S422V形CH2O330平面三角形H3O431三角锥形NH440正四面体形SO2321V形（2）中心原子上孤电子对数及粒子的空间构型如下表。ABn中心原子孤电子对数分子或离子分子或离子的立体构型AB20CS2直线形AB3CH2O、BF3平面三角形AB4NH正四面体形AB21SO2V形AB3PCl3、H3O三角锥形AB22H2SV形（3）COCl2的价层电子对数为（402）3，成键电子对数3，孤电子对数0，所
25、以COCl2为平面三角形分子，但由于C=O键与CCl键之间电子对的作用强于CCl键与CCl键之间电子对的作用，所以使C=O 键与CCl键之间的夹角增大（120），使CCl键与CCl键之间夹角减小（120）。（4）NH中N原子价层电子对数为（521）4，N原子形成2个键，有2对孤对电子，故NH为V形。N的等电子体为CO2、N2O等，CO2为直线形分子，所以N应为直线形离子。CO2结构式为O=C=O，故N的结构式为N=N=N。答案（1）（2）V形三角锥形（3）C=O键与CCl键之间电子对的排斥作用强于CCl键与CCl键之间电子对的排斥作用（4）CO2、N2OV形直线形N=N=N12.（1）利用VS
26、EPR模型推断分子或离子的立体构型。PO；CS2；AlBr3（共价分子）。（2）按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。平面三角形分子，三角锥形分子，四面体形分子。（3）为了解释和预测分子的立体构型，科学家在归纳了许多已知的分子立体构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是；另一类是_。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是，NF3的中心原子是；BF3分子的立体构型是平面三角形而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是_。解析（1）PO是AB4型，成键电子对数是4，为正四面体形。CS2是AB2型，成键电子对数是2，是直线
27、形。AlBr3是AB3型，成键电子对数是3，是平面三角形。（2）第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。答案（1）正四面体形直线形平面三角形（2）BF3NF3CF4（3）中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上有孤电子对BNBF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的孤电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形13.试回答下列问题：（1）利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型：SeO3；SCl2；NO；NO；HCHO；
28、HCN。（2）利用价电子对互斥理论推断键角的大小：甲醛中HCH的键角120（填“”“”或“”，下同）；SnBr2分子中BrSnBr的键角120；PCl3分子中，ClPCl的键角109.5。解析（1）SeO3中，Se的价层电子对数为（60）3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；SCl2中，S的价层电子对数为（62）4，孤电子对数为2，SCl2为V形；NO中，N的价层电子对数为（51）2，孤电子对数为0，NO为直线形；NO中，N的价层电子对数为（51）3，孤电子对数为1，NO为V形；HCHO分子中有1个双键，看作1对成键电子，2个CH单键为2对成键电子，C原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，
29、所以HCHO分子的空间构型为平面三角形；HCN分子的结构式为HCN，含有1个CN三键，看作1对成键电子，1个CH单键为1对成键电子，故C原子的价层电子对数为2，且无孤电子对，所以HCN分子的空间构型为直线形。（2）甲醛为平面形分子，由于C=O与CH之间的排斥作用大于2个CH之间的排斥作用，所以甲醛分子中CH键与CH键的夹角小于120。SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是3，成键电子对数2，孤电子对数1，由于孤电子对与SnBr键的排斥作用大于SnBr键之间的排斥作用，故键角120。PCl3分子中，P的价层电子对数为（53）4，含有1对孤电子对，由于孤电子对与PCl键的排斥作用大于PCl键间的排斥作用，所以ClPCl的键角小于109.5。答案（1）平面三角形V形直线形V形平面三角形直线形（2）- 18 - 版权所有高考资源网