【高中化学】高中化学知识点：价层电子对互斥理论
新教材人教版高中化学选择性必修2 2.2.1 价层电子对互斥理论
【合作探究】 (1)价层电子对互斥理论说明的是分子的立体构型吗? 提示:不是。价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立 体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。 (2)价层电子对的立体构型与分子的立体构型一定一致吗? 提示:不一定。当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致,中心原子有孤电子对 时,两者的构型不一致。
【解析】中心原子上孤电子对数及粒子的立体构型如下表。
ABn
AB2 AB3 AB4 AB2 AB3 AB2
中心原子 孤电子对数
0
1 2
分子或离子
CS2 CH2O、BF3
NH＋4
SO2 PCl3、H3O+
H2S
分子或离子 的立体构型
直线形 平面三角形 正四面体形
V形 三角锥形
V形
答案:
微粒立体构型 直线形 V形
(2)中心原子含孤电子对的分子。 中心原子若有孤电子对,孤电子对也要占据中心原子的空间,并与成键电子对互 相排斥。则VSEPR模型与分子的立体构型不一致。 推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对。
【自主探索】 (1)BF3分子的立体构型为_平__面__三__角__形__,NF3分子的立体构型为_三__角__锥__形__。 (2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中,键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,请分析 可能的原因是_C_H_4_分__子__中__的__碳__原__子__没__有__孤__电__子__对__,_N_H_3_分__子__中__氮__原__子__上__有__1_对__孤_ __电__子__对__,_H_2_O_分__子__中__氧__原__子__上__有__2_对__孤__电__子__对__,_对__成__键__电__子__对_的__排__斥__作__用__增__大__,_
人教版高中化学选修三2.2.1 价层电子对互斥理论
当堂巩固 第 18 页
0
1 2
2 2 2 3 3 4 4 4
直线形
NH2－ BF3 H3O+
SiCl4 CHCl3
0 1
0 0 0
NH4+
V 形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体 正四面体
价层电子对互斥理论
当堂巩固 第 19 页
2、硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角都接近90°，说明 V形 H2S 分子的空间构型为 ________________ ；二氧化碳 (CO2) 分子 中 ， 两 上 C==O 键 夹 角 是 180° ， 说 明 CO2 分 子 的 空 间 构 型 为 直线形 ________________ ；甲烷(CH )分子中，任意两个C—H键的夹角
4
正四面体 。 都是109°28′，说明CH4分子的空间构型为__________
分子的空间构型可用键角来判断。三原子分子键角为180°时为直线形， 小于180°时为“V”形；四原子分子键角为120°时为平面三角形，五原子 分子键角为109°28′为正四面体形。
课时小结 第 17 页
要点 价层电子对 互斥理论 价层电 子对数 分子 构型
分子的立体构型是“价层电子对
”相互排斥的结果
中心原子无孤电子对时，分子构 型与价层电子对构型相同；有孤 电子对时，配位数为2取V形，为 3取三角锥形
价层电子对互斥理论 1、根据价层电子对互斥理论完成下表：
化学式 HCN SO2 中心原子 孤对电子数 中心原子结合的原 子数 空间构型
三角 双锥
正八 面体
价层电子对构型与分子构型是否完全相同？为什么？ 孤对电子的存在会改变键合电子对的分布，从而改变化合物的键角
价层电子对互斥理论使用
价层电子对互斥理论使用价层电子对互斥理论是一种用来解释电子在能级上分布的理论。
该理论认为，在一个多电子系统中，电子倾向于占据不同的能级，这是因为电子之间存在一种互斥作用。
这种互斥作用源于电子之间的库仑排斥和泡利不相容原理。
库仑排斥是指电子之间由于带正电的原子核引力作用而产生的互斥力。
当两个电子靠近时，它们之间产生的排斥力会增加，使得电子倾向于占据不同的能级。
这种互斥作用对电子分布起到了显著的作用。
泡利不相容原理是指每个电子的量子态必须是唯一的。
根据泡利不相容原理，任意两个电子不能具有相同的量子态，即它们的自旋量子数必须不同。
这意味着电子不能全部集中在同一个能级上，而是倾向于分布在不同的能级上，以满足泡利不相容原理。
基于价层电子对互斥理论，可以解释许多电子结构的现象。
首先，可以解释原子的层次结构。
根据互斥理论，电子会填充不同的能级，从低能级开始，一直填充到高能级。
这解释了原子的能级结构和化学性质。
其次，互斥理论还可以解释原子和分子中电子的排布。
在原子中，电子遵循互斥原则，尽量占据不同的价层。
在分子中，电子在不同原子之间的共享和分配也遵循互斥原则。
这解释了化学键的形成和分子的几何结构。
互斥理论还有助于理解电子在固体中的行为。
固体中的电子被束缚在晶体中，组成电子云。
根据互斥理论，这些束缚电子也遵循互斥原则，尽量占据不同的能级。
这解释了导体、绝缘体和半导体的电子行为，以及电子在带隙里的分布。
此外，互斥理论还有助于解释多电子体系的能量分布。
根据互斥原理，电子将占据能量较低的态，使得多电子体系的总能量降低。
这解释了多电子体系的稳定性和能级分布。
总结来说，价层电子对互斥理论是一种解释电子在能级上分布的理论。
这一理论是基于库仑排斥和泡利不相容原理的，可以解释多种电子结构和化学现象。
它为我们理解原子、分子和固体的性质提供了重要的理论依据。
价电子对互斥理论
生物化学
03
价电子对互斥理论在生物化学中也有应用，如预测生物大分子
的结构和功能，以及药物与生物大分子的相互作用等。
02 价电子对互斥原理
原子轨道与价电子
原子轨道
描述电子在原子核外运动状态的函数，决定了电子的空间分布和 能量。
价电子
原子参与化学反应的电子，通常位于原子的最外层轨道上。
原子轨道与价电子的关系
当价电子对数目为3时，原子 采用sp2杂化方式，形成平面 三角形分子，如BF3、SO3等 。此外，某些具有孤对电子的 分子也会采用sp2杂化方式， 如H2O、NH3等。
当价电子对数目为4时，原子 采用sp3杂化方式，形成四面 体构型的分子，如CH4、SiH4 等。此外，具有孤对电子的分 子也可能采用sp3杂化方式， 但其几何构型会发生变化，如 NH3为三角锥形，H2O为V形 。
互斥原理与化学键合
互斥原理不仅适用于价电子对之间的排斥，也适用于化学键合过程中 的电子排布和键角预测。
能量最低原则
01
能量最低原则
分子在形成时趋向于达到能量最低的状态，因为这样的状态最稳定。
02
价电子对互斥与能量最低原则的关系
价电子对之间的互斥作用使得分子在形成时趋向于调整几何构型以降低
电子对之间的排斥能，从而达到能量最低的状态。
价电子对数目与键角关系
价电子对数目越多，键角越小。 当价电子对数目相同时，不同杂化类型的分子键角也有所不同。
实例分析
水分子（H2O）
中心原子氧原子有两对价电子对，根据价电子对互斥理论，这两对价电子对应该尽量远离彼此，形成 109.5°的键角。然而，由于氧原子上还有两对孤电子对，这些孤电子对也对键角产生了影响，使得水分子 的键角略小于109.5°，实际测量值为104.5°。
价层电子对互斥理论ppt课件
②LP≠0 ：分子的空间构型不同于电子对的 空间构型。
电子对的
VP LP 空间构型
分子的 空间构型
例
3 1 平面三角形 V形
SnCl2
4 1 四面体
三角锥
NH3
2 四面体
V形
H2O
6 1 八面体
四方锥
IF5
2 八面体
平面正方形 XeF4
VP = 5，电子对空间构型为三角双锥，
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
判断是否有孤对电子：
看中心原子的价层电子对数和配位原子 个数是否相等
推断分子或离子的空间构型的具体步骤：
•1、确定中心原子的价层电子对数， 以AXm为例 (A—中心原子,X—配位原子) ：
VP=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数×m
4 正四面体 1 三角锥
SP3
OF2
4 正四面体 2
V形
SP3
SO2
3 平面三角形 1
V形
SP2
（3）判断共价分子结构的实例
例 1 利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何 构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型 。
AlCl3
H2S
SO32 - NH4 +
NO2
IF3
解：总数 对数
仅依据分子中成键电子对及孤对电子对的数目 就可以判断分子属于哪种几何构型
价层电子对互斥理论
基本要点：
•分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数目有关。
价层电子对=成键电子对+孤对电子对
(VP)
(BP)
(LP)
•价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。
高中化学竞赛辅导讲座价层电子对互斥理论
离子的几何构型为三角锥
中心原子价层电子对数
价层电子对空间构型
2
3
4
直线 平面三角形 正四面体
可能的杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
分子的几何构型
及实例
直线型
CO2 NO2+
平面三角型 四面体 SO3 CH4,SO42BF3 V型 SO2 三角锥 PX3 ,NH3 V型 H2O ,ICl2+
N2O
NO2
3. p与p重叠
px与px头碰头进行重叠组合， 形成成键的MO
——σpMO
反键的MO ——σp*MO
当另外的两pAO, py与py 或pz与pz 只能肩并肩组合重叠， 形成成键的πPMO 反键的πP*MO. 其中反键的πP*MO 形状似花瓣形， 类似d轨道的形状, 或形状似四个鸡蛋.
价层电子对互斥理论
——VSEPRT
一、 VSEPRT的基本要点 VBT和HOT都可以解释共价键 的形成与特点，尤其是HOT可以较 1. 在 MXn 型分子或离子中， 对此，人们提出了一个较为实用 即主要决定于中心原子M的价层 好地解释分子的空间构型.但一个分 的用来判断分子或离子几何构型的理 中心原子M周围配置的原子或原子团的几 电子对的构型，理想的价层电子对构 子或离子究竟采用哪种类型的杂化 论——VSEPRT（Valence Sheel 何构型，主要决定于中心原子M的 型主要是取各电子对之间排斥作用最 轨道成键，有些情况是难以确定的. Electron Pair Repulsion Theory)这个 价层电子对的种类和数目 等. 小的那种几何构型，据价层电子对排 如： ICl2- ,ClF3、SF4 理论可以预见和判断分子稳定的几何 斥作用越小，不难得出 构型，并且十分成功和有效. M价层电子对数 价层电子对的空间构型 直线型 2 3 平面三角形
价层电子对互斥模型-高二化学课件(人教版2019选择性必修2)
价层电子对数 2+1=3
S原子孤电子对 = 1/2(a-χb) = 1/2 ×(6-2×2)＝1
计算中心原子孤电子对
CH4
1 2
×(4-4×1)＝0
NH3
1 2
×(5-3×1)＝1
H2O
1 2
×(6-2×1)＝2
【课堂练习】
价电子数 结合的原子个数
计算中心原子上的孤电子对数= 1/2(a-χb) 结合原子最多所能接受的电子数
D．CO2
4．用价层电子对互斥模型预测 H2S 和 NO3-的空间结构，
A 两个结论都正确的是( )
A．V 形；平面三角形
B．V 形；三角锥形
C．直线形；平面三角形
D．直线形；三角锥形
理解应用
A 5.下列分子的VSEPR模型与分子的空间结构相同的是
A. CCl4
B.SO32-
C.NH3
D.H2O
A 6.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是
模型
模型名称 的空间结构 空间结构名称
CO2
0 0+2＝2
直线形
直线形
CO32SO42NH4+
0 0+3＝3 0 0+4＝4 0 0+4＝4
平面三角形 正四面体形 正四面体形
平面正三角形 正四面体形 正四面体形
二、价层电子互斥模型
3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型 (2)中心原子上有孤对电子
点拨
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，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大， 键角减小。
人教版高中化学选修3课件-价层电子对互斥理论
应用价层电子对互斥模型如何将分子分类？
【点拨】 应用价层电子对互斥模型将分子分成两大类：一 类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，如 CO2、CH2O、 CH4 等分子中的 C 原子，它们的立体构型可应用中心原子周围 的原子数来预测；一类是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，如 H2O 和 NH3 中心原子上的孤电子对也 要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，因而 H2O 分子 呈 V 形，NH3 分子呈三角锥形。
( C) A．CH4、CS2、BF3 B．CO2、H2O、NH3 C．C2H4、C2H2、C6H6 D．CCl4、BeCl2、PH3
解析：题中的 CH4 和 CCl4 为正四面体形分子，NH3 和 PH3 为三角锥形分子，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 为平面正六边形分子，这些分子都是平面形结构，故 选 C。
6．下列说法中正确的是( D ) A．NO2、SO2、BF3、NCl3 分子中没有一个分子中原子的 最外层电子都满足了 8 电子稳定结构 B．P4 和 CH4 都是正四面体形分子，且键角都为 109°28′
2.四原子分子(AB3 型)
3.五原子分子(AB4 型) 最常见的为 正四面体 109°28′ 。
形，如
CH4、CCl4 等，键角为
二、价层电子对互斥理论
1．内容
价层电子对互斥理论认为，分子的立体结构是 “价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的
中心原子 上的电子对，包括 中心原子上的孤电子对 。
第三步：分子或离子的立体构型的确定 确定分子或离子的中心原子上的价层电子对数后，再依据 上表，即可确定分子或离子的立体构型。 (2)用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的实例
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【高中化学】高中化学知识点：价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论：
1940年，美国sidgwicknv等人相继提出了价壳层电子对排斥理论（简称VSEPR方法），该理论适用于主族元素之间形成的ab
n
类型分子或离子。
该理论认为，在共价分子或离子中，原子B（配位原子）围绕中心
原子A的几何构型主要取决于中心原子价电子层中电子对之间的相互排斥。
这些电子对围
绕中心原子尽可能远离彼此排列，以最小化彼此之间的排斥能。
所谓价电子对是指形成σ电子对和孤对键。
孤对电子的存在增加了电子对之间的斥力，影响了分子中的键角，并将
改变分子构型的基本类型。
根据这一理论，只要已知分子或离子中中心原子上的价电子数，就可以轻松准确地判断AB
n
共价分子或离子的空间构型。
确定中心原子中价层电子对数：
中心原子的价电子数与配体提供的公共电子数之和除以2即为中心原子的价电子对数。
规定：
① 作为配体，卤素原子和氢原子提供一个电子，而氧元素的原子不提供电子；
②作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算；
③ 对于复合离子，在计算价电子的对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子
的电荷数；
④计算电子对数时，若剩余1个电子，亦当作1对电子处理。
⑤ 双键、三键和其他多键被视为一对电子
判断分子的空间构型：
根据中心原子的价电子对数，从表1中找出相应的价电子对构型，然后根据价电子对
中孤对电子的数量确定电子对的排列方式和分子的空间构型。
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高中化学
知识点：杂化轨道理论（中心原子杂化方式）
混合轨道理论：
是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。
中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。
杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。
常见的混合方法：
(1)sp杂化：直线型如：co
二
、cs
二
(2)sp
二
杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形）如：bcl
三
c
二
h
四
不等性杂化为v字型如：h
二
oh
二
sof
二
(3)sp
三
杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体）如：ch 四
、ccl
四
不等性杂化为三角锥如：nh
三
pcl
三
h
三
o
+
sp
三
d杂化：三角双锥
服务提供商
3
d
2
混合体：八面体（与正八面体相等的混合体）
分子的构型与杂化类型的关系：。