第2課時價電子對互斥理論等電子原理第2章

第2節(jié)共價鍵與分子的空間構(gòu)型學習目標定位理解價電子對互斥理論和等電子原理，能根據(jù)有關(guān)理論、原理判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型。內(nèi)容索引新知導(dǎo)學——新知探究

點點落實達標檢測——當堂檢測

鞏固反饋新知導(dǎo)學1.價電子對互斥理論的基本內(nèi)容：分子中的價電子對(成鍵電子對)和孤電子對由于相互

作用，盡可能趨向彼此遠離。(1)當中心原子的價電子全部參與成鍵時，為使價電子

，就要求盡可能采取

結(jié)構(gòu)。(2)當中心原子的價電子部分參與成鍵時，未參與成鍵的孤電子對與成鍵電子對之間及孤電子對之間、成鍵電子對之間的

，從而影響分子的空間構(gòu)型。(3)電子對之間的夾角

，相互之間的斥力

。一、價電子對互斥理論排斥斥力最小對稱斥力不同越大越小相關(guān)視頻(4)成鍵電子對之間斥力由大到小順序：叁鍵—叁鍵＞叁鍵—雙鍵＞雙鍵—雙鍵＞雙鍵—單鍵＞單鍵—單鍵。(5)含孤電子對的斥力由大到小順序：孤電子對—孤電子對

孤電子對—單鍵

單鍵—單鍵。＞＞2.價電子對互斥理論與分子的空間構(gòu)型(1)分析中心原子中的價電子全部參與形成共價鍵的分子的空間構(gòu)型并完成下表(由中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測)：ABn空間構(gòu)型范例n＝2_______CO2、BeCl2n＝3_________CH2O、BF3n＝4__________CH4、CCl4n＝5__________PCl5n＝6__________SF6直線形平面三角形正四面體形三角雙錐形正八面體形(2)中心原子上有孤電子對(價電子中未參與形成共價鍵的電子對)的分子的空間構(gòu)型：中心原子上的

占據(jù)中心原子周圍的空間，與

互相排斥，使分子的空間構(gòu)型發(fā)生變化，如：①H2O為AB2型分子，氧原子上的

參與互相排斥，所以H2O分子的空間構(gòu)型為V形而不是直線形。②NH3分子中氮原子上有

參與互相排斥，故NH3的空間構(gòu)型不能為平面三角形。孤電子對成鍵電子對兩對孤電子對一對孤電子對③常見分子的價電子對互斥模型和空間構(gòu)型σ鍵成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價電子對數(shù)目電子對的排列方式價電子對空間構(gòu)型分子或離子的空間構(gòu)型實例202_____________BeCl2、CO2303________________BF3、BCl321____PbCl2直線形直線形三角形平面三角形V形404__________________CH4、CCl431________NH322_____H2O四面體形正四面體形三角錐形V形歸納總結(jié)1.ABm型分子中心原子價電子對數(shù)目的計算方法ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)中價電子對數(shù)n的計算：2.在計算中心原子的價電子對數(shù)時應(yīng)注意如下規(guī)定(1)作為配位原子，鹵素原子和H原子均提供1個電子，氧族元素的原子不提供電子。(2)作為中心原子，鹵素原子按提供7個電子計算，氧族元素的原子按提供6個電子計算。(3)對于復(fù)雜離子，在計算價電子對數(shù)時，還應(yīng)加上負離子的電荷數(shù)或減去正離子的電荷數(shù)。如

中P原子價電子數(shù)應(yīng)加上3，而

中N原子的價電子數(shù)應(yīng)減去1。(4)計算電子對數(shù)時，若剩余1個電子，即出現(xiàn)奇數(shù)電子，也把這個單電子當作1對電子處理。(5)雙鍵、叁鍵等多重鍵作為1對電子看待。1.利用價電子對互斥理論推測下列分子或離子的空間構(gòu)型。(1)H2Se_____；(2)OF2_____；(3)BCl3___________；(4)PCl3_________；(5)SiCl4____________；(6)SO2____；答案解析方法規(guī)律活學活用V形V形平面三角形三角錐形正四面體形V形解析ABm型分子或離子中價電子對數(shù)n＝價電子對數(shù)＝成鍵電子對數(shù)(σ鍵)＋孤電子對數(shù)微粒價電子對數(shù)孤電子對數(shù)價電子對空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型H2Se42四面體形V形OF242四面體形V形BCl330平面三角形平面三角形PCl341四面體形三角錐形SiCl440正四面體形正四面體形SO231平面三角形V形方法規(guī)律方法規(guī)律利用價電子對互斥理論確定ABm型分子或離子空間構(gòu)型的思路2.根據(jù)價電子對互斥理論及原子的雜化軌道理論判斷，NF3分子的空間構(gòu)型和中心原子的雜化方式為A.直線形、sp1雜化

B.平面三角形、sp2雜化C.三角錐形、sp2雜化

D.三角錐形、sp3雜化√答案解析方法規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律

(1)根據(jù)價電子對互斥理論分析分子或離子空間構(gòu)型，關(guān)鍵是分析分子或離子中的中心原子的成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)。(2)中心原子的價電子對數(shù)等于中心原子的雜化軌道數(shù)。價電子對數(shù)目234中心原子雜化方式sp1sp2sp31.比較N2和CO的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，填寫下表空格：二、等電子原理分子N2CO結(jié)構(gòu)原子數(shù)_____電子數(shù)______價電子數(shù)______空間構(gòu)型____________性質(zhì)沸點/℃－195.81－191.49熔點/℃－210.00－205.05液體密度/g·cm－30.7960.7932214141010直線形直線形2.分析比較N2和CO的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，你能得出的結(jié)論是______________

。3.等電子原理是指

相同、

相等的分子或離子具有相同的空間構(gòu)型和化學鍵類型等結(jié)構(gòu)特征，它們的許多性質(zhì)(主要是物理性質(zhì))是

的。滿足等電子原理的分子或離子互稱為

。CO分子和N2分子具有相同的原子總數(shù)、相同的價電子數(shù)，即等電子體，其性質(zhì)相近化學通式價電子總數(shù)相近等電子體4.常見的等電子體類型實例空間構(gòu)型雙原子10價電子N2、CO、NO＋、

、CN－

形三原子16價電子CO2、CS2、N2O、CNO－、

、SCN－、BeCl2

形三原子18價電子NO、O3、SO2

形四原子24價電子________形四原子26價電子NF3、PCl3、NCl3、SO

形五個原子8價電子

形五個原子32價電子直線直線V平面三角三角錐正四面體1.等電子體判斷方法化學通式相同，價電子總數(shù)相等的分子或離子互為等電子體。2.等電子體應(yīng)用等電子體的許多性質(zhì)是相近的，空間構(gòu)型是相同的。利用等電子體可以：(1)判斷一些簡單分子或離子的空間構(gòu)型；(2)利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料；(3)利用等電子原理針對某性質(zhì)找等電子體。歸納總結(jié)答案解析3.根據(jù)等電子原理，由短周期元素組成的粒子，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱等電子體，它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。(1)僅由第2周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是____和_____；_____和______。活學活用解析僅由第2周期元素組成的共價分子中，即C、N、O、F組成的共價分子，如N2與CO價電子總數(shù)均為10，CO2與N2O價電子總數(shù)均為16個電子。N2COCO2N2O答案解析(2)在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO互為等電子體的分子有________。方法規(guī)律解析依題意，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和也相同，即可互稱等電子體，NO為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為(5＋6×2＋1)，SO2、O3也為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為6×3＝18。SO2、O3方法規(guī)律

1.替換法寫等電子體(1)同主族替換法同主族元素最外層電子數(shù)相等，故可將粒子中一個或幾個原子換成同主族元素原子，如O3與SO2、CO2與CS2互為等電子體。(3)疊加法互為等電子體的微粒分別再增加一個相同的原子或同主族元素的原子，如N2O與CO2互為等電子體。2.等電子體的價電子總數(shù)相同，而不是電子總數(shù)相同。答案解析4.根據(jù)等電子原理回答：(1)已知反應(yīng)：CaC2＋2H2O―→CH≡CH↑＋Ca(OH)2。1.204×1024個(或2NA)解析根據(jù)等電子原理、原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的結(jié)構(gòu)特征。(2)二氧化鈦(TiO2)是常用的、具有較高催化活性和穩(wěn)定性的光催化劑，常用于污水處理。O2在其催化作用下，可將CN－氧化成CNO－，進而得到N2。①寫出一種與CN－互為等電子體的單質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)式______，根據(jù)等電子原理寫出CO、HCN分子的結(jié)構(gòu)式______、__________，判斷HCN中C原子的雜化軌道類型是_____。N≡NC≡O(shè)H—C≡Nsp1解析用O原子替換CN－中的N原子，同時減少1個負電荷，用N原子替換CN－中的C原子，同時減少1個負電荷，分別得到CN－的兩種等電子體：CO和N2。根據(jù)等電子體原理可推知CO和CN－的結(jié)構(gòu)式分別為C≡O(shè)、[C≡N]－，則HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N，由碳原子形成兩個σ鍵知碳采取sp1雜化。答案解析②與CNO－互為等電子體的分子、離子化學式分別為___________________________________、______(各寫一種)。CNO－的空間構(gòu)型為________，CNO－中C原子的雜化類型為____，CNO－中σ鍵與π鍵的個數(shù)之比為______。答案解析解析用O原子替換CNO－中的N原子同時要去掉1個負電荷可得CNO－的等電子體CO2，用S替換CO2中的O原子得等電子體CS2。CO與N2互為等電子體，用N2替換CNO－中的CO可得等電子體

，用N原子替換CNO－中的C原子，同時要去掉1個負電荷得其等電子體N2O。CO2的結(jié)構(gòu)式為O==C==O，所以CNO－的結(jié)構(gòu)式為[N==C==O]－，空間構(gòu)型為直線形，碳原子采取sp1雜化，σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為2∶2＝1∶1。CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)直線形sp11∶1方法規(guī)律方法規(guī)律互為等電子體的分子或離子，空間構(gòu)型相同，與成鍵原子形成的化學鍵類型相同，其中心原子雜化類型相同。因此可以利用等電子原理判斷分子或離子的空間構(gòu)型、化學鍵類型以及中心原子雜化類型。學習小結(jié)1.價電子對互斥理論，雜化軌道理論應(yīng)用2.等電子體化學通式相同，價電子總數(shù)相同，其結(jié)構(gòu)相似，物理性質(zhì)相似。達標檢測12345√答案解析1.用價電子對互斥理論預(yù)測下列粒子的空間構(gòu)型是直線形的是612345解析微粒價電子對數(shù)孤電子對數(shù)價電子對空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型BeCl220直線形直線形PCl341四面體形三角錐形CCl440正四面體形正四面體形40正四面體形正四面體形62.等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相似，下列各對粒子中，空間結(jié)構(gòu)相似的是A.SO2與O3

B.CO2與NO2C.CS2與NO2

D.PCl3與BF312345√答案解析解析由題中信息可知，只要算出分子中各原子最外層電子數(shù)之和即可判斷。B的最外層電子數(shù)為3，C的最外層電子數(shù)為4；N、P的最外層電子數(shù)為5，O、S的最外層電子數(shù)為6。63.關(guān)于CO2與CS2的下列說法正確的是A.它們互為等電子體

B.CO2為直線形，CS2為V形C.它們分子中的化學鍵類型不同

D.CS2比CO2穩(wěn)定12345√答案解析解析CO2與CS2的分子中原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)也相同，互為等電子體；二者結(jié)構(gòu)相似，都為直線形分子；在CO2分子中，C原子與每個O原子均形成兩個共價鍵，1個σ鍵，1個π鍵，同樣CS2分子中，C原子與每個S原子也形成雙鍵，1個σ鍵，1個π鍵，鍵角都是180°，但由于C==O鍵長比C==S鍵長短，C==O鍵能比C==S鍵能大，故CO2比CS2穩(wěn)定。612345√答案解析4.下列分子或離子中，中心原子價電子對的空間構(gòu)型為四面體形，且分子或離子空間構(gòu)型為V形的是6解析對ABm型分子中心原子價電子對數(shù)：123456解析12345答案5.回答下列問題：(1)用價電子對互斥理論推測下列分子或離子的空間構(gòu)型：①NH______；②BBr3____________；③CHCl3__________；④SiF4__________；⑤NO___________；⑥SO_____________。V形平面三角形四面體形正四面體形平面三角形正四面體形612345解析化學式BBr3CHCl3SiF4中心原子的價電子對數(shù)

＝4

＝3

＝4

＝4

＝3

＝4中心原子的σ鍵數(shù)234434612345中心原子含有的孤電子對數(shù)200000空間構(gòu)型V形平面三角形四面體正四面體形平面三角形正四面體形6答案解析(2)用價電子對互斥理論推斷甲醛中H—C—H的鍵角______(填“＞”“＜”或“＝”)120°。解析甲醛分子式為CH2O，C原子的價電子對數(shù)為

×(4＋2＋0)＝3，孤電子對數(shù)為0，所以CH2O為平面分子，由于C==O與C—H之間的排斥作用大于2個C—H鍵之間的排斥作用，所以甲醛分子中C—H鍵與C—H鍵之間的夾角小于120°。＜123456答案解析(3)用價電子對互斥理論推斷PCl3中Cl—P—Cl的鍵角_____(填“＞”“＜”或“＝”)109.5°。解析PCl3分子中P原子的價電子對數(shù)為

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