4.1 课时2价层电子对互斥模型 等电子原理 同步学案（含答案）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2

课时2　价层电子对互斥模型　等电子原理 1. 了解价层电子对互斥模型，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间构型的思维模型。 2. 了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质，结合实例说明“等电子原理”的应用。 分子 键长/pm 键角 CO2 116 180° H2O 96 104°30′ NH3 101 107°18′ CH4 109 109°28′ 1. 上述分子中的中心原子杂化方式是什么？ 2. 结合相关数据和如图所示的分子结构，讨论键角有什么差异，其中可能的原因是什么？ CH4分子、NH3分子和H2O分子的结构示意图 3. 阅读教材，了解测定分子空间结构的方法有哪些？ 1. 分子中的价电子对（包括　　　　　和　　　　　）由于相互　　　　作用，而趋向于尽可能彼此　　　　以减小　　　　，分子尽可能采取　　　　　的空间结构。 2. 讨论价层电子对互斥模型与分子的价电子对的几何构型。 (1) 当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，分子呈对称的空间结构。 (2) 价电子对数与价电子分布的几何构型的关系 　　　　 价电子对(n)分布的几何构型 具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。例如，CH4、NH3和H2O分子的价电子对数都是4，中心原子均采取sp3杂化，价电子对分布的几何构型均为四面体。 该模型的提出主要考虑价电子对之间的斥力，而分子结构的影响因素往往比较复杂。因此应用该模型预测的结果与实验测定有偏差，也不能说明各分子结构中化学键形成的原因和相对稳定性。所以，分子结构的确定最终必须以实验测定为依据。 3. 讨论分子的几何构型。 (1) 对于价电子对全是成键电子对的分子，价电子对的几何构型与分子的空间结构是一致的。 填写下表： 分子 BeCl2 BF3 CH4 价电子对数 2 3 4 几何构型 球棍模型 (2) 中心原子上有孤电子对（价电子中未参与形成共价键的电子对）的分子的几何构型。 由于中心原子上的孤电子对占据中心原子周围的空间，与成键电子对互相排斥，使分子的几何构型发生变化。如H2O分子氧原子上有两个孤电子对参与互相排斥，所以H2O分子的空间结构为　　　　；NH3分子中氮原子上有一个孤电子对参与互相排斥，NH3的空间结构是　　　　。 4. 讨论电子对之间斥力的大小和分子中键角大小之间的关系。 (1) 不同的电子对之间的斥力大小顺序是什么？为什么会出现斥力不同？ (2) 为什么CH4、NH3和H2O分子中键角依次减小？ 1. 对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子）的价电子对数可以通过下式确定： n＝ 中心原子的价层电子数等于中心原子的　　　　　，卤素原子按提供　　　　个电子计算，氧族元素的原子按提供　　　　个电子计算；配位原子中卤素原子和H原子提供　　　　个电子，氧族元素的原子提供　　　　个电子。对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数，即： 价层电子对数＝ 计算电子对数时，若剩余1个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作　　　　电子处理。 2. 填写常见分子的价层电子对互斥模型和分子的空间结构。 σ键电子对数 孤电子对数 价电子对数 电子对的排列方式 价层电子对互斥模型名称 分子或离子的空间结构名称 实例 2 0 2 BeCl2、CO2 3 0 3 BF3、BCl3、SO3 2 1 SO2 4 0 4 CH4、CCl4 3 1 NH3 2 2 H2O 1. 具有相同　　　　　　和相同　　　　　　的分子或离子，具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子原理”。原子总数相同、　　　　　　　相同的分子或离子互称为等电子体。 2. 利用等电子原理可判断简单分子或离子的空间结构，如NH3与H3O＋互为　　　　，二者空间构型相同，均为　　　　　形。 3. 常见的等电子体。 类型 实例 空间结构 双原子10电子的等电子体 N2、CO、NO ... ...