价层电子对互斥模型(VSEPR)
价层电子对互斥模型 课件高二化学人教版(2019)选择性必修2
价层电子对互斥模型 的应用——预测分子 （或离子）空间结构
步骤：价层电子对数→ VSEPR模型→空间结构
分子（或离子） 空间结构
AB2型分子：直线形或V形 AB3型分子：平面三角形或三角锥形 AB4型分子：常见四面体形
自我测试
123
1.正误判断
(1)分子的VSEPR模型和相应分子的空间结构是相同的( × ) (2)所有的三原子分子都是直线形结构( × ) (3)SO2与CO2的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同( × ) (4)由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的键角小于180°( √ ) (5)根据价层电子对互斥模型可以判断H3O＋与NH3的空间结构一致( √ )
2．中心原子无孤电子对的分子或离子
分子 σ键 孤电子 VSEPR VSEPR 分子或离子 分子或离子的 或离子 电子数 对数 模型 模型名称 的空间结构 空间结构名称
CO2
2
0
直线形
直线形
CO32−
3
0
平面三角形
平面三角形
CH4
4
0
正四面体形
正四面体形
3．中心原子有孤电子对的分子
分子 σ键 孤电子 VSEPR VSEPR 分子或离子 分子或离子的 或离子 电子数 对数 模型 模型名称 的空间结构 空间结构名称
_0__
CO32−
_C__ _4_＋__2_＝__6_ __3_ _2__
_0__
导练
下列分子的中心原子上带有一个孤电子对的是
0
0
1
0
1
2
①BeCl2 ②CH4 ③NH3 ④CH2O ⑤SO2 ⑥H2S
A.①②③⑤⑥
B.①③
vsepr计算公式
vsepr计算公式（原创实用版）目录1.VSEPR 模型的概述2.VSEPR 计算公式的推导3.VSEPR 计算公式的应用实例4.VSEPR 模型的局限性正文一、VSEPR 模型的概述VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）模型，即价层电子对斥力模型，是一种预测分子几何形状的方法。
该模型主要通过计算分子中的电子对之间的斥力，来推测分子的几何构型。
VSEPR 模型适用于预测 ABn 型分子（A 为中心原子，B 为周围原子，n 为周围原子的数量）的构型。
二、VSEPR 计算公式的推导VSEPR 计算公式的推导过程较为复杂，涉及高级数学知识。
在推导过程中，首先需要确定分子中的中心原子 A 的价电子层电子对数，即计算公式中的 n。
接着，需要计算分子中电子对的斥力，并根据斥力大小确定分子的几何构型。
VSEPR 计算公式的具体形式为：斥力 = k * (n^2) / r其中，k 为比例常数，n 为价电子层电子对数，r 为电子对间距离。
三、VSEPR 计算公式的应用实例以水分子（H2O）为例，首先需要确定中心原子 O 的价电子层电子对数。
O 原子的原子序数为 8，其价电子排布为 2s2 2p4，因此，价电子层电子对数 n = (6 - 2) / 2 = 2。
接下来，代入 VSEPR 计算公式，计算 O 原子与两个 H 原子之间的斥力。
由于 H 原子的原子半径较小，可以近似认为电子对间距离 r 为 H 原子的原子半径。
最后，根据计算得到的斥力大小，可以推测出水分子的几何构型为“角形”。
四、VSEPR 模型的局限性虽然 VSEPR 模型在预测分子几何构型方面具有一定的准确性，但它也存在一定的局限性。
首先，VSEPR 模型仅适用于预测 ABn 型分子的构型，对于其他类型的分子，预测结果可能不准确。
其次，VSEPR 模型在计算过程中忽略了电子间的相互作用，因此在实际应用中，预测结果可能与实际情况存在一定差距。
价层电子对互斥模型(VSEPR)
价层电子对互斥模型(VSEPR)VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion Model，键轨电子对互斥模型）是一种用于确定分子空间结构的理论模型，可以用来解释分子形状的变化上。
这个理论建立在假设上：由于电子互斥，任何共价键同类原子的极性的键轨上的电子对表现出一种“疏密”状态，使得它们尽可能远地排列在一起以最小化吸引力；而相邻的电子对宁愿排列在不同的基础上，并且它们尽可能多地屏蔽它们相互间的电荷吸引力。
VSEPR模型中，最外层的电子对（valence shell electron pair，即VSEPR）会有所不同，因此分子的形状也会有所不同。
VSEPR模型假定分子围绕中心原子分布，以便形成拗拗结构，从而得出分子的形状。
这种拗拗结构就像一只秤砣，它可以安置一定的负荷，使之得以保持一种拗拗状态，而不会被电荷的影响。
VSEPR模型根据不同的电子对排布数字，以及包含的官能团的形成分子形状的不同，分为四个基本的形状，它们是：平面形，三角锥形，正四面体形和正方体形。
VSEPR模型不仅可以用来确定分子的形状，还可以用来计算分子基态（Ground Electronic State）能量最低的构型。
VSEPR模型广泛应用于许多分析领域，如有机化学、分子物理学和生物化学等。
VSEPR模型还可以帮助计算化学反应的反应能等，这些变量是判断一个反应能否成功的重要依据。
VSEPR模型是一种理论模型，它简化了分子结构的研究，以简化许多大分子结构计算，包括和非值键以及多原子束结合键的结构。
VSEPR模型可以帮助科学家准确地计算出大型分子结构的起因以及判断反应成功率，是一个很重要的分析工具。
价层电子对互斥模型(VSEPR)
02
03
指导新物质合成
基于价层电子对互斥模型，化学家可 以预测新物质的可能几何构型，从而 指导新物质的合成和性质研究。
对其他学科的启示
物理学
价层电子对互斥模型中的电子排斥作用与物理学中的电磁 相互作用有相似之处，为理解电磁现象提供了新的视角。
材料科学
将价层电子对互斥模型应用于材料科学，有助于理解不同材料 的电子结构和性质，为新型材料的研发提供理论支持。
些因素，以更准确地预测分子的空间构型和性质。
04 价层电子对互斥模型的应用
在化学反应中的作用
预测分子间的相互作用
价层电子对互斥模型可以用于预测分子 间的相互作用，如氢键、离子键和共价 键的形成，从而帮助理解化学反应的机 理。
VS
预测反应活性
通过分析分子中的价层电子对分布，可以 预测分子的反应活性，从而预测化学反应 的方向和速率。
概念
该模型认为，在分子中，价层电子对 会尽可能地相互远离，以减少相互排 斥的能量，从而形成稳定的分子构型 。
发展历程与重要性
发展历程
价层电子对互斥模型最初由美国化学 家罗伯特·马利肯和丹麦物理学家哈那 德·詹森在20世纪50年代提出。
重要性
该模型在化学领域中具有重要意义， 因为它提供了一种简便的方法来预测 分子的空间构型，有助于理解分子的 性质和行为。
与价键理论的关系
关系
价层电子对互斥模型和价键理论是相辅相成的理论体 系。
区别
价键理论主要关注电子的成键和反键轨道，而价层电 子对互斥模型则更侧重于预测分子的空间构型。
联系
在价键理论的基础上，价层电子对互斥模型可以进一 步揭示分子构型的奥秘。
价层电子对互斥模型的基本原
第二章 第二节 第2课时 价电子对互斥模型-高二化学人教版(2019)选择性必修2课件
模型
角形
形
体形
形
形
空间
平面三 四面体 正四面 三角锥
V形
直线形
结构
角形
形
体形
形
01
价电子对互斥模型
四、VSEPR模型的局限性
1.中心原子孤电子对的计算公式不适用于多中心原子的分子。
可以通过书写电子式得出每个中心原子的孤电子对数。
2.VSEPR模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
PART
分子
中心
原子
σ键电子对数
CO2
C
2
SO2
S
2
SO3
S
3
OF2
O
2
NCl3
N
3
SiH4
Si
4
O3
O
2
孤电子对数
×(4-2×2)=0
×(6-2×2)=1
×(6-3×2)=0
×(6-2×1)=2
×(5-3×1)=1
×(4-4×1)=0
×(6-2×2)=1
价层电子
对数
VSEPR模型
S
4
ClO4-
Cl
4
NH4+
N
4
孤电子对数
×(6-2×2)=1
×(6-3×2)=0
×(6-3×2)=0
×(8-3×2)=1
×(8-4×2)=0
×(8-4×2)=0
×(4-4×1)=0
价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型英文:(valence-shell electron-pair repulsion model) (VSEPR)简称: VSEPR概念:VSEPR模型是将共用电子对与孤对电子的概念，与原子轨道的概念相结合，且电子斥力达到最小。
在这个模型中电子对相互排斥，成键电子与孤对电子距离越远越好。
VSEPR模型以最简单的方法形象化了化学变化，也很容易判断物质的空间构型。
简介在1940年，希吉维克（Sidgwick）和坡维尔（Powell）在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。
这种理论模型后经吉列斯比（R.J,Gillespie）和尼霍尔姆（Nyholm）在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。
价层电子对互斥理论(英文VSEPR)，是一个用来预测单个共价分子形态的化学模型。
理论通过计算中心原子的价层电子数和配位数来预测分子的几何构型，并构建一个合理的路易斯结构式来表示分子中所有键和孤对电子的位置。
同时，也是一种较简便的判断共价分子几何形状的方法，该理论紧紧抓住中心原子价层电子对数目这一关键因素，运用分子的几何构型取决于价层电子对数目这一假设，成功的解释并推测了许多简单分子的几何形状．常见分子构型二氧化硫 4sp3杂化正四面体 0 正四面体甲烷 1 三角锥氨 2V字型水 5sp3d 三角双锥 0 三角双锥 PCl5 1 变形四面体(跷跷板型) TeCl4 2T字型 ClF3 3 直线型I3 6sp3d2 正八面体 0 正八面体六氟化硫 1 四方锥 IF5 2 平面四边形 ICl4 3T字型 4 直线型 7sp3d3五角双锥 0 五角双锥 IF7AXE方法价层电子对互斥理论常用AXE方法计算分子构型。
这种方法也叫ABE，其中A代表中心原子，X或B代表配位原子，E代表孤电子对。
高二下学期化学人教版课件：价层电子对互斥模型
中心原子电负性越大，键角越大；周围原子电负性越大，键角越小
思考与交流
4、甲醛分子中键角：∠H—C=O >∠H—C—H，分析 原因。
碳氧双键中有π键，排斥作用较强。 同一粒子中不同共价键的键角，由于斥力：双键间＞双键与单 键间＞单键间，则键角大小不同。
如何计算价层电子对数？ 价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数 方法一：根据电子式直接确定
CH4
孤电子对数： 0
NH3
H2O
1
2
如何计算价层电子对数？
价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数
方法二：公式计算中心原子上价电子数
解析：H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体 形，H2O中含有两对孤电子对，而NH3中含有一对孤电子对，孤 电子对对成键电子对的排斥作用较大，孤电子对越多，孤电子 对与成键电子对之间的斥力越大，键角越小。
思考与交流
2、NO2与SO2空间构型均为V形，NO2键角大于120°， SO2键角小于120°，分析原因。
VSEPR 略去孤电子对 分子的
理想模型
空间结构
价层电子对互斥(VSEPR)模型不能用于预测以过渡金 属为中心原子的分子。
小结：ABn分子空间构型的确定
中心原子A 的价层电子
对数
δ键电子 对数
孤对电 子对数
VSEPR 模型名称
分子的空间结构
2
2
0
直线形
直线形 BeCl2 CO2
3
0
3
平面三角形 BF3 BCl3
2
1
价电子对互斥理论(VSEPR)
本章数学要求 1.熟悉离子键、共价键、金属键旳特点及它们旳形
成过程； 2.了解晶格能旳意义及应用Bom—Haber循环进行计
算，掌握晶格能对离子化合物熔点、硬度旳影响。 3. 熟练掌握价键理论、杂化轨道理论、VSEPR理论
和分子轨道理论旳基本要点及应用。讨论分子旳 空间几何构型，并由此推出中心原子旳杂化态， 分析化合物旳键参数及形成过程； 4. 掌握应用分子轨道理论第二周期同核或异核双原 子分子旳分子轨道体现式，分析键参数； 5. 了解分子间力及氢键对物质旳物理性质旳影响。
Be2 8e 键级 = （成键电子数-反键电子数）/ 2
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
KK
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
键级为0，不存在Be2
B2 10e
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2s
)
2
(
2s
)
2
2 2
1 py
1 pz
键级为1，
KK
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
2 2
1 py
1 pz
2个单电子 键，分子有单电子，有顺磁性。 21
在涉及有多重键旳分子中,多重键作单键处理,
多重键对成键电子正确排斥力大小顺序为:
叁键 > 双键 > 单键
中心原子相同步,配体电负性变大,键角变小。
(因为对成键电子对吸引力较大，使共用电子对
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二:中心原子的价层电子对数目的确定 中心原子的价层电子对数目的确定
1．用通式AXnEm来表示所有只含一个中心原子的 ．用通式 来表示所有只含一个中心原子 来表示所有只含一个中心原子的 分子或离子的组成.式中 中心原子； 配位原 式中:A-中心原子 分子或离子的组成 式中 中心原子；X-配位原 配位原子个数； 中心原子上的孤对电子 子；n-配位原子个数；E-中心原子上的孤对电子 配位原子个数 对，m-孤电子对对数。 孤电子对对数。 孤电子对对数 中心原子的价层电子对数 ＝ n＋m ＝n＋[中心 ＋ ＋ 中心 原子的价层电子数－配位原子成单电子总数± 原子的价层电子数－配位原子成单电子总数±离 子的电荷数]÷ 子的电荷数 ÷2 2．“价电子对空间构型”与“分子空间构型”是 分子空间构型” ． 价电子对空间构型” 两个不同的概念 前者是指由σ键电子对和孤电 的概念。 两个不同的概念。前者是指由 键电子对和孤电 子对共同构成的立体构型，而后者指仅由σ键电 子对共同构成的立体构型，而后者指仅由 键电 子对组成的空间立体构型,即分子或离子的实际立 子对组成的空间立体构型 即分子或离子的实际立 体图形。 体图形。当m=0时，两者相同，如果 时 两者相同，如果m≠O，两者 ， 一定不同。 一定不同。
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三:价层电子对数目与几何构型的关系 价层电子对数目与几何构型的关系
价电子对(总 数与价电子对空间构型的关系 价电子对 总)数与价电子对空间构型的关系
价层电子 对数
2
3
4
5
6
价层电子 对在空间 的分布
价(层)电子 层 电子 对空间构 型
直线型
平面三角形
四面体形
三角双锥形
八面体形
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分子(或离子 四:分子 或离子 的最稳定空间构型 分子 或离子)的最稳定空间构型
因排斥力大小顺序为: 因排斥力大小顺序为 1. 孤对电子与孤对电子 孤对电子与成键电子 成键电子与成键电子 孤对电子与孤对电子>孤对电子与成键电子 孤对电子与成键电子>成键电子与成键电子 2. 叁键 叁键 叁键 双键 双键 双键 双键 单键 单键 单键 叁键-叁键 叁键-双键 双键-双键 双键-单键 单键-单键 叁键>叁键 双键>双键 双键>双键 单键>单键
3
3
八面体
(T型) 型
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五:使用价层电子对互斥理论判断分子构型的方法 使用价层电子对互斥理论判断分子构型的方法 1．计算中心原子的价层电子对数。 ．计算中心原子的价层电子对数。 2．由中心原子的价层电子对数推出分子的价电子 ． 对空间构型. 对空间构型 3．如果 ．如果m=0,则价电子对空间构型即为分子空间构 则价电子对空间构型即为分子空间构 如果m≠O,则扣除了孤电子对占据的位置后的 型;如果 如果 则扣除了孤电子对占据的位置后的 立体图形即为分子空间构型. 立体图形即为分子空间构型 思考题： 思考题： 2-3.1：请说明 分子的最稳定构型是变形T型而 ：请说明ClF3分子的最稳定构型是变形 型而 分子的最稳定构型是变形 非平面三角形？ 非平面三角形？
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2-3 价层电子对互斥模型（VSEPR） 价层电子对互斥模型（
一 价层电子对互斥理论的基本要点 1.一个共价分子的空间几何构型取决于中心原子价 一个共价分子的空间几何构型取决于中心原子价 电子层中的电子对数.而该电子对数只包括形成 而该电子对数只包括形成σ 电子层中的电子对数 而该电子对数只包括形成 键的电子对数和价层的孤电子对数,不包括 不包括π电子 键的电子对数和价层的孤电子对数 不包括 电子 对。 2.价层电子对彼此排斥 趋向于均匀地分布在分子周 价层电子对彼此排斥,趋向于均匀地分布在分子周 价层电子对彼此排斥 使排斥力最小,分子最稳定 因此,知道了中心原 围,使排斥力最小 分子最稳定 因此 知道了中心原 使排斥力最小 分子最稳定.因此 或离子)的价层电子对数目 子(或离子 的价层电子对数目 即可由此推出分子 或离子 的价层电子对数目,即可由此推出分子 (或离子 的空间构型。（计算中心原子价电子层 或离子)的空间构型。（计算中心原子价电子层 或离子 的空间构型。（ 中的电子对数是关键） 中的电子对数是关键）
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练习： 练习：2-3.1：按要求填充下表 ：
分子 中心 原子 配位原 子 配位原 子个数 孤对电子 对数 价电子对 总数 价电子对 空间构型 分子空 间构型
H2O PCl3 ICl2+
POCl3
S2O32-
I3-
4 5 3
1
三角双锥
(变形三角 变形三角 双锥) 双锥
2
三角双锥
ClF3 (T型) 型
2
3
三角双锥
I3直线型） （直线型）
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6
0
正八面体
SF6 (正八面体 正八面体) 正八面体
5 6 4
1
八面体
IF5 (四方锥 四方锥) 四方锥
2
八面体
ICl4- XeF4 (平面正方形 平面正方形) 平面正方形
A的电 成键 的电 子对 电子 对数 数
2 2 3 3 2
孤电 子对 数
0 0 1
价电子对 几何构型
分子的空间 构型
实例
BeH2 HgCl2
直线型
CO2(直线型 直线型) 直线型 BF3 BCl3 (平面三角型 平面三角型) 平面三角型 SnBr2 PbCl2 (V型或角型 型或角型) 型或角型
平面三角型
平面三角型
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4
0
正四面体
CH4 CCl4 (正四面体 正四面体) 正四面体
4
3
NH3 1 四面体 (三角锥 三角锥) 三角锥
2
2
四面体
H2O (V型或角型 型或角型) 型或角型
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5
0
三角双锥
PCl5 (三角双锥 三角双锥) 三角双锥