化学选修三第二章第二节分子的立体构型

选修三第二章第2节 分子的立体构型 第2节 分子的立体构型一、常见分子的空间构型1.双原子分子都是直线形，如：HCl 、NO 、O 2、N 2 等。

2.三原子分子有直线形，如CO 2、CS 2等；还有“V ”形，如H 2O 、H 2S 、SO 2等。

3.四原子分子有平面三角形，如BF 3、BCl 3、CH 2O 等； 有三角锥形，如NH 3、PH 3等； 也有正四面体，如P 4。

4.五原子分子有正四面体，如CH 4、CCl 4等，也有不规则四面体，如CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3。

另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。

二、价层电子对互斥理论（Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory ）简称VSEPR 适用AD m 型分子1、理论模型分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。

2、用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的一般步骤： (1)确定中心原子A 价层电子对数目 法1．经验总结中心原子的价层电子对数=21（中心离子价电子数+配对原子提供电子总数） 对于AB m 型分子(A 为中心原子，B 为配位原子)，计算方法如下： n ＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m 2注意：①氧族元素的氧做中心时：价电子数为 6, 如 H 2O ，H 2S ；做配体时:提供电子数为 0，如在 CO 2中。

②如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。

如PO -34中P 原子价层电子数5+（0×4）+3 = 8；NH +4 中N 原子的价层电子数5+（1×4）－1 = 8。

③结果为单电子时视作有一个电子对。

例：IF 5 价层电子对数为21[7+（5×1）] = 6对 正八面体（初步判断） N H +4价层电子对数为21[5+（4×1）－1] = 4对 正四面体 PO -34价层电子对数为21[5+（0×4）+3] = 4对 正四面体 NO 2 价层电子对数为21[5+0] = −→−对 平面三角形 法2. 确定中心原子A 价层电子对数目-----普遍规则中心原子A 价层电子对数目=成键电子对数+孤对电子数 (VP = BP + LP ) VP 是价层电子对，BP 是成键电子对（BOND ），LP 是孤对电子对（LONE PAIR ） VP = BP + LP =与中心原子成键的原子数+中心原子的孤对电子对数LP =配位原子数+LP Lp = 21(中心原子价电子数—配位原子未成对电子数之和)IF 5 Lp =21[7－(5×1)] = 1 构型由八面体−→−四方锥 NH +4Lp =21[（5－1）－（4×1）] = 0 正四面体 PO -34Lp =21[（5+3）－（4×2）] = 0 正四面体SO -24 Lp =21[（6+2）－（4×2）] = 0 正四面体 NO 2 Lp =21[5－（2×2）] = 21−→− 1 构型由三角形−→−V 形SO -23 Lp =21[（6+2）－（3×2）] = 1 构型由四面体−→−三角锥法3：由Lewis 结构式或结构式直接写出，双键、三键都是1对电子VP: 5 4 4 6 4(2)(3)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。

当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；①AD m 型分子的空间构型总是采取A 的价层电子对相互斥力最小的那种几何构型； ②分子构型与价层电子对数有关（包括成键电子对和孤电子对）； ③分子中若有重键（双、叁键）均视为一个电子对； ④电子对的斥力顺序：孤电子对－孤电子对>孤电子对－键对>键对－键对由于三键、双键比单键包含的电子数多，所以其斥力大小次序为三键>双键>单键。

叁键与叁键＞叁数与双键＞双键与双键＞双键与单键＞单与单键。

4、价层电子对斥力作用对键角影响的定性解释由于键合电子对受到左右两端带正电原子核的吸引，而孤对电子对只受到一端原子核吸引，相比之下，孤对电子对较“胖”，占据较大的空间，而键合电子对较“瘦”，占据较小的空间。

这样就解释了斥力大小的顺序：孤电子对-孤电子对>孤电子对-键电子对>键电子对-键电子对。

如：CH 4、NH 3、H 2O 中的键角∠HAH 分别为°、°、°。

类似地，重键较单键占据较大的空间，故有斥力大小的顺序：t-t>t-d>d-d>d-s>s-s(t-叁键，d-双键，s-单键)又如，SO 2Cl 2分子属AX 4L 0=AY 4，因S=O 键是双键，S-Cl 键是单键，据顺序有：∠OSO>109°28''''∠ClSCl<∠OSCl<109°28''''。

此外，键的极性对键角也有影响。

中心原子电负性较大，成键电子对将偏向中心原子，成键电子对之间斥力增大，键角增大，如：NH 3、PH 3、AsH 3分子中的键角(∠HAH)依次为107°、°、°;配位原子电负性较大，成键电子对将偏离中心原子，成键电子对之间斥力减小，键角减小，如：H2O、OF2分子中的键角(AOA)依次为°、102°。

据此，可解释下列键角变化：NO2+、NO2、NO2-键角(∠ONO)依次为180°、°、°。

二、价层电子对互斥理论【练习】1．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 B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H4与C2H23．(1)某校化学课外活动小组的同学对AB3型分子或离子的空间构型提出了两种看法，你认为是哪两种若两个A—B键均是极性键且极性相同，它们分子的极性是怎样的举例说明。

(2)参照上题，你认为AB4型分子或离子的空间构型有几种若每个A—B键都是极性键且极性相同。

它们分子的极性是怎样的举例说明。

【自测】1.在下列分子中，电子总数最少的是( )B．O2 C．CO D．NO2.在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是( )B．CH－3 C．CO2 D．H3O＋3.有关甲醛分子的说法正确的是( )原子采用sp杂化 B.甲醛分子为三角锥形结构C.甲醛分子为平面三角形结构D.在甲醛分子中没有π键4.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )、CS2、HI都是直线形的分子键角为120°，SnBr2键角大于120°、BF3、SO3都是平面三角形的分子、NH3、PCl5都是三角锥形的分子5.苯分子(C6H6)为平面正六边形结构，下列有关苯分子的说法错误的是( )A.苯分子中的中心原子C的杂化方法为sp2B.苯分子内的共价键键角为120°C.苯分子中的共价键的键长均相等D.苯分子的化学键是单、双键相交替的结构6.下列分子的中键角最大的是( )B．NH3 D．CH2＝CH27.对SO3的说法正确的是( )A.结构与NH3相似 B．结构与SO2相似 C.结构与BF3相似 D．结构与P4相似8.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角( )A.等于120° B．大于120° C.小于120° D．等于180°9.三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体，测得其分子具有三角锥形结构。

则下面对于NCl3的描述不正确的是( )A.它是一种极性分子B.它的挥发性比PBr3要大C.它还可以再以配位键与Cl－结合D.已知NBr3对光敏感，所以NCl3对光也敏感10.试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的立体构型。

(1)SiF4(正四面体形)(2)BCl3(平面三角形)(3)NF3(三角锥形，键角为102°)【课后作业】1．下列分子中，中心原子采用sp2杂化的是( )A．SO2 B．H2O C．NH3 D．CHBrClF2．下列推断正确的是( )A．BF3是三角锥形分子 B．NH＋4的电子式：，离子呈平面形结构C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s p σ键D．CH4分子中的碳原子以4个四面体形轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键3．下列分子中，键角最大的是( )A．H2S B．H2O C．CCl4 D．NH34．中心原子采取平面三角形的是( )A．NH3 B．BCl3 C．PCl3 D．H2O5．下列各组离子中因有配合离子生成而不能大量共存的是( )A．K＋、Na＋、Cl－、NO－3 B．Mg2＋、Ca2＋、SO2－4、OH－C．Fe2＋、Fe3＋、H＋、NO－3 D．Ba2＋、Fe3＋、Cl－、SCN－6．下列离子中的中心原子采取不等性杂化的是( )A．H3O＋ B．NH＋4 C．PCl－6 D．BI－47．下列各种说法中正确的是( )A．极性键只能形成极性分子 B．CO2中碳原子是sp2杂化C．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤对电子D．共价键形成的条件是成键原子必须有未成对电子8．下列关于原子轨道的说法正确的是( )A．凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的C．sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采取sp3杂化轨道成键9．乙炔分子中的碳原子采取的杂化轨道是( )A．sp杂化 B．sp2杂化杂化 D．无法确定10．H2S分子中共价键键角接近90°，说明分子的空间立体结构为________；CO2分子中的共价键键角为180°，说明分子的空间立体结构为________；NH3分子中共价键键角为107°，说明分子的空间立体结构为________。

11．在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp3杂化生成4个______，生成的4个杂化轨道中，只有________个含有未成对电子，所以只能与________个氢原子形成共价键，又因为4个sp3杂化轨道有一个有______，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。