1、第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论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立体构型。形形色色的分子1常见分子的立体构型(1)三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CO2O=C=O180直线形H2O105V形(2)四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH2O 约120平面三角形NH3107三角锥形(3)五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四面体形。化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH410928正四
2、面体形CCl410928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实例AB2180直线形CO2、BeCl2、CS2180V形H2O、H2SAB3120平面三角形BF3、BCl3120三角锥形NH3、PH3AB410928正四面体形CH4、CCl43.分子的不同构型及其成因(1)分子构型不同的原因：共价键具有方向性与饱和性，由此产生的键长、键角不同。(2)依据元素周期律推测立体结构相似的分子，如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等。CH4和CCl4都是五原子型正四面体，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是四面体构型但不是正四面体，而白磷是四原子型
3、正四面体，它与CH4等五原子型正四面体的构型、键角是不同的(P4分子中的键角为60)。(3)典型有机物分子的立体构型C2H4、苯(C6H6)、CH2=CHCH=CH2(1，3丁二烯)、CH2=CHCCH(乙烯基乙炔)等都是平面形分子；C2H2为直线形分子。1正误判断(正确的打“”，错误的打“”，并阐释错因或列举反例)。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)CS2分子的立体构型是V形(2)NF3分子的立体构型是四面体形(3)键长、键角不同是导致分子构型不同的主要原因(4)正四面体形分子一定是五原子分子答案：(1)应为直线形(2)应为三角锥形(3)(4)不一定，如P4分子2CH4是正四面体构型，CH
4、4与Cl2的四种取代产物(CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4)都是正四面体构型吗？说明理由。答案：不是。由于CH键和CCl键的键长不相等，所以CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3不是正四面体构型，而CCl4是正四面体构型。1能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而呈正四面体结构的是()A两个键之间的夹角为10928BCH键为极性共价键C4个CH键的键能、键长相同D碳原子的价电子都参与成键答案：A2下列分子的立体结构模型正确的是()ABCDCO2H2ONH3CH4解析：选D。CO2的立体构型是直线形，A项错误；H2O的立体构型为V形，B项错误；NH3的立体构型为三角锥形，C项错误；
5、CH4是正四面体结构，D项正确。3下列分子构型与分子中共价键键角对应一定正确的是()A直线形分子：180B平面正三角形：120C三角锥形：10928 D正四面体形：10928解析：选B。A项，HCl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。4下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是()ACH4、CS2、BF3 BCO2、H2O、NH3CC2H4、C2H2、C6H6 DCCl4、BeCl2、PH3解析：选C。题中的CH4和CCl4为正四面体形分子，NH3和PH3为
6、三角锥形分子，这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子，C2H4为平面形分子，C6H6(苯)为平面正六边形分子，这些分子都是平面形结构。故选C项。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键电子对和中心原子上的孤电子对，由于电子对的相互排斥作用，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(1)a表示中心原子的价电子数。对于主族元素：a最外层电子数；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|。(2)x表示与中心原子结合的原子数。(3)b表示与
7、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。3VSEPR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ABnn2n3n4价层电子对数234电子对排布方式立体构型名称直线形平面三角形正四面体形键角18012010928实例CO2BF3CH4(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。化学式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称H2OV形NH3三角锥形H3O三角锥形SO2V形1
8、正误判断(正确的打“”，错误的打“”，并阐释错因或列举反例)。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的(2)根据价层电子对互斥理论，H3O的立体构型为平面正三角形(3)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子(4)SnBr2分子中SnBr键的键角等于180答案：(1)不一定，如H2O的VSEPR模型是四面体形，而H2O分子的立体构型是V形(2)应为三角锥形(3)SO2分子是V形(4)SnBr2分子为V形，SnBr键的键角等于1052NH与NH3的VSEPR模型一致吗？分子(离子)的立体构型一致吗？说明理由。答案：NH与NH3的价层电子对
9、数都是4，故其VSEPR模型都是四面体形；但NH无孤电子对，离子构型为正四面体形，而NH3有一对孤电子对，分子构型为三角锥形。1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BV形C三角锥形 D平面三角形解析：选D。本题考查用价层电子对互斥模型判断分子的构型，SO3中S原子的价电子全部用于形成共价键，S原子周围有3个氧原子，应属于平面三角形。2(双选) (2019泰州高二检测)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断错误的是()ASO2、CS2、HI都是直线形分子BBF3键角小于120CBF3是平面三角形分子DPCl3、
10、NH3都是三角锥形分子解析：选AB。A.SO2中价层电子对数2(622)3且含有1对孤电子对，所以SO2为V形结构，CS2、HI为直线形结构，故A错误；B.BF3中价层电子对数3(331)3，为平面三角形结构，所以BF3键角为120，故B错误；C.BF3中中心原子价层电子对数是3且不含孤电子对，所以BF3分子是平面三角形结构，故C正确；D.PCl3、NH3中价层电子对数3(531)4且含有1对孤电子对，所以PCl3、NH3均为三角锥形结构，故D正确。3若ABn分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，根据价层电子对互斥理论，下列说法正确的是()A若n2，则分子的立体构型为V形B若n3，
11、则分子的立体构型为三角锥形C若n4，则分子的立体构型为正四面体形D以上说法都不正确解析：选C。若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n2时，分子的立体结构为直线形；当n3时，分子的立体结构为平面三角形；当n4时，分子的立体结构为正四面体形。4请填写下表：分子或离子价层电子对数中心原子上的孤电子对数分子或离子的立体构型OF2ClFPCl3SiCl4NH解析：依据价层电子对互斥理论判断分子立体构型，通常有以下过程：(1)用公式计算出中心原子的价层电子对数目。(2)根据中心原子的价层电子对数，判断价层电子的立体构型。(3)根据中心原子上存在的孤电子对数，判断出分子的相应立体
12、构型。答案：分子或离子价层电子对数中心原子上的孤电子对数分子或离子的立体构型OF242V形ClF42V形PCl341三角锥形SiCl440正四面体形NH40正四面体形利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的立体构型解题思路说明：(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键看作一对电子对。(2)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，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。 学习小结1.常见分
13、子的立体构型：CO2呈直线形，H2O呈V形，HCHO呈平面三角形，NH3呈三角锥形，CH4呈正四面体形。2.价层电子对是指中心原子上的电子对，包括键电子对和中心原子上的孤电子对。中心原子形成几个键就有几对键电子对，而中心原子上的孤电子对数可由下式计算：(axb)，其中a表示中心原子的价电子数，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。3.价层电子对为2时，VSEPR模型为直线形；价层电子对为3时，呈平面三角形；价层电子对为4时，呈四面体形，由此可推测分子的立体构型。课后达标检测学生用书P71(单独成册)一、单项选择题1有关价层电子对互斥理论的描述正确的是()A
14、价层电子对就是键电子对B孤电子对数可以直接由分子式来确定C分子的立体构型是价层电子对互斥的结果D孤电子对数等于键数解析：选C。价层电子对数是键电子对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，其需要由中心原子价电子数、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来计算得出，A、B、D项错误。2硒(Se)是第A族元素，则SeS3的分子构型是()A正四面体形BV形C三角锥形 D平面三角形解析：选D。SeS3中的Se原子呈6价，Se原子的价层电子对全部用于形成共价键，Se周围有3个硫原子，故其分子构型为平面三角形，D项正确。3下列分子或离子中，中心原子价层电子对的立体构
15、型为四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的是()ANH BPH3CH3O DOF2解析：选D。中心原子价层电子对的立体构型为四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的只能是由3个原子组成的分子，中心原子有2对孤电子对，OF2符合要求。NH是三角锥形的NH3结合一个H后形成的正四面体形结构；H3O是V形的H2O结合一个H后形成的三角锥形结构；PH3中P原子有一对孤电子对，呈三角锥形。4用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是()A直线形；三角锥形 BV形；三角锥形C直线形；平面三角形 DV形；平面三角形解析：选D。在H2S中，其中心原子S与H成键后，还有两对孤电子对，
16、而且孤电子对也要占据中心原子周围的空间，它们相互排斥，因此H2S为V形结构。在BF3中，其中心原子B上无孤电子对，因此BF3为平面三角形结构。5用价层电子对互斥理论判断NO的立体构型为()A正四面体形 BV形C三角锥形 D平面三角形解析：选D。NO中，中心原子N上的价层电子对数为3(5132)3，其VSEPR模型为平面三角形，又因为其孤电子对数为0，即价层电子对全部用于形成键，故NO为平面三角形。6下列说法中正确的是()ANO2、BF3、NCl3分子中原子的最外层电子都不满足8电子稳定结构BP4和CH4都是正四面体形分子且键角都为10928CNH的电子式为，离子呈平面正方形结构DNH3分子中有
17、一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强解析：选D。NCl3分子的电子式为，分子中各原子都满足8电子稳定结构，A错误；P4为正四面体形分子，但其键角为60，B错误；NH为正四面体形结构而非平面正方形结构，C错误；NH3分子电子式为HN,H,H，有一对未成键的孤电子对，由于孤电子对对成键电子的排斥作用，使其键角为107，呈三角锥形，D正确。7已知CH4中CH键间的键角为10928，NH3中NH键间的键角为107，H2O中OH键间的键角为105，则下列说法中正确的是()A孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力B孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间
18、的斥力C孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系解析：选A。电子对间斥力的大小顺序为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，恰好可以解释题述分子的键角大小关系。8以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为10928的是()CH4SiCl4CH3ClP4SOA BC D解析：选D。在CH4和SiCl4中，中心原子价层电子对数均为4，且没有孤电子对，4个氢原子和4个氯原子在空间呈正四面体形排列，且键角为10928；CH3Cl可看成CH4中一个氢原子被一个氯原子替
19、换，由于氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半径不同，故CH3Cl的立体构型不是正四面体形；P4是正四面体结构，但键角为60；SO中，S原子价层电子对数为4，没有孤电子对，SO为正四面体形，键角为10928。二、不定项选择题9H2O2的结构式为HOOH，下列有关H2O2的说法正确的是()A是直线形分子B是三角锥形分子C氧原子有2对孤电子对D氧原子的价层电子对数为4解析：选CD。H2O2中的每个氧原子有6个价电子，形成了2个键，故还有4个电子没有成键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，C、D项正确；以氧为中心的三个原子呈V形结构，H2O2中相当于有两个V形结构，故不可能是直线形或三角
20、锥形分子，A、B项错误。10下列各组分子的立体构型相同的是()ASnCl2、BeCl2 BBF3、NH3CCCl4、SiF4 DCS2、OF2解析：选C。先确定分子的价层电子对数、孤电子对数后再确定分子的立体构型。键电子对数孤电子对数价层电子对数分子立体构型SnCl22(421)13V形BeCl22(221)02直线形BF33(331)03平面三角形NH33(531)14三角锥形CCl44(441)04正四面体形SiF44(441)04正四面体形CS22(422)02直线形OF22(621)24V形11.下列对应关系不正确的是()选项ABCD中心原子所在族AAAA分子通式AB4AB3AB2AB
21、2立体构型正四面体形平面三角形直线形V形解析：选B。当中心原子在A族，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在A族，AB4分子是正四面体形，AB2分子是直线形。当中心原子在A族，AB2分子是V形。12短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述正确的是()A若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面正三角形B若AB3分子中的价电子个数为24个，则AB3分子可能为平面正三角形C若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形D若AB3分子为三角锥形，则AB3分子可能为NH3解析：选BD。A项，若为PCl3，则分子为三角锥形，错误；B项，BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，正确；C项，
22、若为SO3，则分子为平面正三角形，错误；D项，满足要求的分子可能为NH3、 NF3等，正确。三、非选择题13有下列分子或离子：CS2；PCl3；H2S；CH2O；H3O；NH；BF3；SO2。粒子的立体构型为直线形的有_；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_。解析：题述物质中中心原子上孤电子对数及粒子的立体构型如下表。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
23、形答案：14(1)利用VSEPR理论推断分子或离子的立体构型：ClO_；AlBr3(共价分子)_。(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子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_。解析：(1)ClO是AB3型离子，价层电子对数是4，孤电子对数是1，为三角锥形。AlBr3是AB3型分子，价层电子对数是3，孤电子对数为0，是平面三角形。(2)AB3型分子或离子中，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH、
24、CH。(3)由第二周期非金属元素构成的中性分子中，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)三角锥形平面三角形(2)CHCH(3)BF3NF3CF415价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(nm)称为价层电子对数。(1)请填写下表：nm2VSEPR理想模型正四面体形价层电子对之间的理想键角10928(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因：_。(3)用价层电子对互斥理论判断
25、下列分子或离子的立体构型：分子或离子PbCl2PF3Cl2ClO立体构型解析：(1)当nm4时，VSEPR模型为正四面体形，其键角是10928，当nm2时，VSEPR模型为直线形，其键角是180。(2)CO2分子中，nm2，故为直线形。(3)PbCl2中中心原子Pb的孤电子对数是(421)1，所以是V形结构；PF3Cl2分子中价层电子对数505，所以PF3Cl2的立体构型为三角双锥形；ClO中价层电子对数4(7142)4，且不含孤电子对，为正四面体形结构。答案：(1)nm24VSEPR理想模型直线形正四面体形价层电子对之间的理想键角18010928(2)CO2属AX2E0型分子，nm2，故为直线形(3)分子或离子PbCl2PF3Cl2ClO立体构型V形三角双锥形正四面体形
