分子立体结构第1课时-人教版高中化学选修三导学笔记

第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论[学习目标定位] 1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。

2.理解价层电子对互斥理论的含义。

3.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。

一、常见分子的立体构型写出下列物质分子的电子式和结构式，并根据键角确定其分子构型：(1)分子的立体构型与键角的关系：(2)典型有机物分子的立体结构：C2H4、苯(C6H6)、CH2==CH—CH==CH2(1，3-丁二烯)、CH2==CH—C≡CH(乙烯基乙炔)等都是平面形分子；C2H2为直线形分子。

例1(2017·衡水中学高二调考)下列有关键角与分子立体构型的说法不正确的是()A.键角为180°的分子，立体构型是直线形B.键角为120°的分子，立体构型是平面三角形C.键角为60°的分子，立体构型可能是正四面体形D.键角为90°～109°28′之间的分子，立体构型可能是V形【考点】常见分子的立体构型【题点】键角与分子立体构型的关系答案 B解析键角为180°的分子，立体构型是直线形，例如CO2分子是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其立体构型是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，立体构型为正四面体形，C正确；水分子的键角为105°，立体构型为V形，D正确。

例2下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是()A.CH4、CS2、BF3B.CO2、H2O、NH3C.C2H4、C2H2、C6H6l4、BeCl2、PH3【考点】常见分子的立体构型【题点】常见分子立体构型的综合判断答案 C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项。

二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对，由于价层电子对相互排斥的作用，尽可能趋向彼此远离。

2.价层电子对的计算(1)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。

(2)σ键电子对数的计算由分子式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。

如H2O分子中，O有2对σ键电子对。

NH3分子中，N有3对σ键电子对。

(3)中心原子上的孤电子对数的计算中心原子上的孤电子对数＝12(a－xb)①a 表示中心原子的价电子数； 对主族元素：a ＝最外层电子数； 对于阳离子：a ＝价电子数－离子电荷数； 对于阴离子：a ＝价电子数＋离子电荷数。

②x 表示与中心原子结合的原子数。

③b 表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。

3.常见分子的VSEPR 模型和立体构型利用VSEPR 模型确定分子或离子的立体构型的注意事项(1)对于AB n 型分子，成键电子对数等于配位原子的原子个数。

(2)若AB n 型分子中，A 与B 之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一对电子对看待。

(3)分子的中心原子的孤电子对数为0时，VSEPR 模型与分子立体构型相同，分子均为空间对称性结构。

(4)分子的立体构型与分子类型有关，如AB 2型分子只能为直线形或V 形结构，AB 3型分子只能为平面正三角形或三角锥形结构。

故由分子类型(AB n 型)和孤电子对数能很快确定分子的立体构型。

例3 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( ) A.H 2O B.HCl C.NH ＋4 D.PCl 3 【考点】价层电子对互斥理论 【题点】价层电子对数目的计算与判断 答案 A解析 A 项，氧原子有两对未成键的价电子对；B 项，HCl 分子属于AB 型分子，没有中心原子；C 项，NH ＋4的中心原子的价电子全部参与成键；D 项，磷原子有一对未成键的价电子对。

例4 用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小。

下列判断正确的是( ) A.SO 2、CS 2、HI 都是直线形的分子 B.BF 3键角为120°，SnBr 2键角大于120° C.COCl 2、BF 3、SO 3都是平面三角形的分子 D.PCl 3、NH 3、PCl 5都是三角锥形的分子 【考点】价层电子对互斥理论 【题点】价层电子对互斥理论的应用 答案 C解析 SO 2是V 形分子，CS 2、HI 是直线形的分子，A 错误；BF 3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn 原子价电子数是4，在SnBr 2中两个价电子与Br 形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，B 错误；COCl 2、BF 3、SO 3都是平面三角形的分子，键角是120°，C 正确；PCl 3、NH 3都是三角锥形的分子，而PCl 5是三角双锥形结构，D 错误。

分子立体构型的确定方法中心原子价层电子对数n ＝σ键电子对数＋12(a －xb )⇓⇓分子的立体构型——略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间注意 (1)价层电子对互斥构型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。

两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对(未用于形成共价键的电子对)，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。

(2)常见的分子立体构型：直线形、V 形、平面三角形、三角锥形、四面体形等。

1.下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是()A.价层电子对就是σ键电子对B.孤电子对数由分子式来确定C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果D.孤电子对数等于π键数【考点】价层电子对互斥理论【题点】价层电子对互斥理论的理解答案 C解析价层电子对数是σ键电子对数与孤电子对数之和，孤电子对数是指没有成键的价电子对数，其与中心原子价层电子总数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数有关，A、B、D项错误。

2.下列分子构型与分子中共价键键角对应正确的是()A.直线形分子：180°B.平面正三角形：120°C.三角锥形：109°28′D.正四面体形：109°28′【考点】常见分子的立体构型【题点】键角与分子立体构型的关系答案 B解析A项，HCl也是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角，A项错误；氨分子呈三角锥形，键角为107°，C项错误；甲烷与白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为109°28′、60°，D项错误。

3.下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()A.H2OB.BeCl2C.CH4D.PCl3【考点】价层电子对互斥理论【题点】价层电子对数目的计算与判断答案 D解析方法1：选项中四种物质的电子式依次为。

H2O有2对孤电子对，BeCl2和CH4没有孤电子对，PCl3有一对孤电子对。

方法2：将选项中各物质的未知数据代入公式：中心原子上的孤电子对数＝12×(a－xb)，经计算知，选项中原子上的孤电子对数依次为2、0、0、1。

4.下列分子或离子中，中心原子价层电子对的立体构型为正四面体形且分子或离子的立体构型为V形的是()A.NH＋4B.PH3C.H3O＋D.OF2【考点】价层电子对互斥理论【题点】价层电子对互斥理论的应用答案 D解析中心原子价层电子对的立体构型为正四面体形，且分子或离子的立体构型为V形的只有3个原子构成的分子或离子，OF2为V形结构。

A选项NH＋4是三角锥形的NH3结合了一个H＋，呈正四面体形，B项中PH3为三角锥形，C中H3O＋是V形的H2O结合了一个H＋，呈三角锥形。

5.用价层电子对互斥理论完成下列问题(点“·”的原子为中心原子)。

【考点】价层电子对互斥理论【题点】价层电子对互斥理论的应用答案[对点训练]题组一常见分子的立体构型1.下列分子的立体结构错误的是()A.SO2：B.NH3：C.CS2：D.CH4：答案 B2.判断BeCl2和H2O分子中化学键的键角的关系()A.前者大于后者B.前者小于后者C.二者相等D.无法判断【考点】常见分子的立体构型【题点】键角与分子立体构型的关系答案 A3.下列分子构型为正四面体形的是()①P4②NH3③CCl4④CH4⑤H2S⑥CO2A.①③④⑤B.①③④⑤⑥C.①③④D.④⑤【考点】常见分子的立体构型【题点】常见分子立体构型的综合判断答案 C题组二分子中价电子对数目的确定4.下列微粒中，含有孤电子对的是()A.SiH4B.H2OC.CH4D.NH＋4【考点】价层电子对互斥理论【题点】价层电子对数目的计算与判断答案 B解析SiH4、H2O、CH4、NH＋4的电子式分别为，只有H2O分子中的O原子上有2对孤电子对。

5.下列微粒的价电子对数正确的是(点“·”的原子为中心原子)( )A.C ·H 4 4B.C ·O 2 1C.B ·F 3 2D.S ·O 3 2【考点】价层电子对互斥理论【题点】价层电子对数目的计算与判断 答案 A解析 对AB m 型分子中心原子价电子对数：n ＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m2C ·H 4中，n ＝4＋1×42＝4，A 正确；C ·O 2中，n ＝4＋0×22＝2，B 不正确；B ·F 3中，n ＝3＋1×32＝3，C 不正确；S ·O 3中，n ＝6＋0×32＝3，D 不正确。

6.乙烷、乙炔分子中碳原子间的共用电子对数目分别是1、3，则C 20H 32分子中碳原子间的共用电子对数目可能为( ) A.20 B.24 C.25 D.77 【考点】价层电子对互斥理论 【题点】价层电子对数目的计算与判断 答案 B解析 烷烃中碳碳间共用电子对数为碳原子数减去1；若每减少2个H 原子，则相当于碳碳间增加一对共用电子对，利用减少的H 原子数目，再除以2可知增加的碳碳间共用电子对数，烷烃C 20H 42分子中碳原子间的共用电子对数目为19，则C 20H 32分子中碳原子间的共用电子对数目为19＋10×12＝24。

题组三 价层电子对互斥理论及其应用7.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)的叙述中不正确的是( ) A.VSEPR 模型可用来预测分子的立体构型 B.分子中价电子对相互排斥决定了分子的立体构型C.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D.分子中键角越大，价电子对相互排斥力越大，分子越稳定 【考点】价层电子对互斥理论 【题点】价层电子对互斥理论的理解答案 D解析VSEPR模型可用来预测分子的立体构型，注意实际立体构型要去掉孤电子对，A正确；立体构型与价电子对相互排斥有关，所以分子中价电子对相互排斥决定了分子的立体构型，B正确；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，且孤电子对间的排斥力＞孤电子对和成对电子对间的排斥力，C正确；分子的稳定性与键角没有关系，D不正确。