2024版化学新教材鲁科版(闽粤皖京豫)教师用书第5章物质结构与性质 元素周期律第5章 第29讲 价电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用

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2024-11-17
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第29 讲 价电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用
[复习目标] 1.能运用相关的理论来解释或预测简单分子(离子)的空间结构。2.掌握键角大小
原因解释的规范描述。
1.价电子对互斥(VSEPR)理论
(1)理论要点
① 价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。
② 孤电子对排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。
(2)价电子对互斥理论推测分子(离子)的空间结构的关键——价电子对数的计算
价电子对数=σ键电子对数+中心原子的孤电子对数
说明:σ键电子对数=中心原子结合的原子数;中心原子的孤电子对数=(a-xb),其中
①a表示中心原子的价电子数。
对于主族元素:a=原子的最外层电子数。
对于阳离子:a=中心原子的价电子数-离子的电荷数。
对于阴离子:a=中心原子的价电子数+离子的电荷数 ( 绝对值 ) 。
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。如氧和氧族元素中的 S、Se 等均为 2,卤族元素均为 1)。
例如,SOCl2的空间结构的判断:
SOCl2的中心原子为 S,σ键电子对数为 3,孤电子对数为×(6-1×2-2×1)=1,价电子对
数为 4,这些价电子对互相排斥,形成四面体形的 VSEPR 模型,由于中心原子上有 1个孤
电子对,则 SOCl2的空间结构为三角锥形。
2.杂化轨道理论
(1)杂化轨道理论概述
中心原子上若干不同类型(主要是 s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成同
等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结
构不同。
(2)杂化轨道三种类型
(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
杂化轨道用来形成 σ键和容纳孤电子对,所以有公式:杂化轨道数=中心原子的孤电子对数
+中心原子的
σ
键个数 =中心原子的价电子对数。
3.分子(ABn型)、离子(AB 型)的空间结构分析示例
完成下列表格
实例 价电子
对数
σ键电
子对数
孤电子
对数
中心原子杂
化轨道类型 VSEPR 模型 分子(离子)空
间结构
BeCl2、CS22 2 0 sp 直线形 直线形
BF3、SO3、
CO 3
3 0 sp 2
平面三角形 平面三角形
O3、SO22 1 sp 2
角形
SnCl4、PO
、NH 4
4 0 sp 3
四面体形
正四面体形
PH3、SO 3 1 sp 3
三角锥形
H2S、I2 2 sp 3
角形
1.价电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价电子对数( )
2.N2分子中 N原子没有杂化,分子中有 1个σ键、2个π键( )
3.只要分子的空间结构为平面三角形,中心原子均为 sp2杂化( )
4.分子中中心原子通过 sp3杂化轨道成键时,该分子一定为正四面体结构( )
5.SiF4与SO 的中心原子均为 sp3杂化( )
答案 1.√ 2.√ 3.√ 4.× 5.√
一、价电子对数的判断
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)XeF2的中心原子价电子对数为 6( × )
(2) 为四角锥结构, 中心原子 I没有孤电子对( × )
(3)六氟化硫分子空间结构呈正八面体形,其中心原子的价电子对数为 4( × )
(4)PhB(OH)2和 中 B原子的价电子对数相等(—Ph 代表苯基,—Pr 代表异
丙基)( × )
2.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.H2O B.HCl
C.NH D.PCl3
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 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。
二、杂化方式的判断
3.判断下列物质中心原子的杂化方式。
(1)PCl3分子中,P的杂化方式为________。
(2)HOCH2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是________。
(3)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子杂化轨道类型为________。
(4)[2020·全国卷Ⅲ,35(2)节选]氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:
3NH3BH3+6H2O===3NH+B3O+9H2
B3O的结构为 。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由________变为______
__。
答案 (1)sp3杂化 (2)sp3和sp (3)sp2、sp (4)sp3 sp2
三、分子(离子)空间结构的判断
4.下列分子或离子中,中心原子的价电子对的空间结构为正四面体形且分子或离子的空间
结构为角形的是( )
A.NO B.PH3 C.H3O+ D.OF2
答案 D
解析 NO 的价电子对的空间结构呈平面三角形,A错误;PH3的空间结构呈三角锥形,B
错误;H3O+的空间结构呈三角锥形,C错误;OF2中心原子的价电子对的空间结构为正四面
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第29讲 价电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用[复习目标] 1.能运用相关的理论来解释或预测简单分子(离子)的空间结构。2.掌握键角大小原因解释的规范描述。1.价电子对互斥(VSEPR)理论(1)理论...
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