定义 分子中两个化学键之间的夹角,由中心原子价层电子对互斥及空间构型决定。
从哪来 建立在 1.2 周期表结构 之上。理解键角需先掌握元素在周期表中的位置,从而确定其最外层电子数(价电子数)及原子半径大小,这是判断中心原子电子对排布的基础。
为什么 根据价层电子对互斥理论(VSEPR),中心原子周围的电子对(包括成键电子对和孤电子对)为了降低排斥力,会尽可能远离彼此,形成特定的空间构型。
1. 排斥力大小: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。孤电子对占据空间更大,会压缩成键电子对之间的夹角,导致键角变小。
2. 电负性影响:中心原子电负性越大,对成键电子对的吸引越强,电子云更靠近中心原子,成键电子对之间的排斥力减小,键角反而增大;反之,配位原子电负性越大,吸引电子云远离中心原子,成键电子对间排斥力增大,键角增大。
类比法:椅子与靠背**
**适合学生
形象思维强、抽象逻辑稍弱的学生。
讲解:把中心原子想象成一把椅子的中心,成键电子对是伸出的椅腿。如果椅子中间多放了一个大靠垫(孤电子对),靠垫会挤压椅腿,迫使椅腿之间的角度变小。例如,甲烷(CH₄)没有靠垫,四个腿均匀张开是109.5°;而氨气(NH₃)有一个靠垫(孤对电子),三个腿被挤得角度变小,变成107°。
数据对比法:找规律**
**适合学生
逻辑推理能力强、喜欢归纳总结的学生。
讲解:列出同周期元素氢化物的键角数据:CH₄ (109.5°) > NH₃ (107°) > H₂O (104.5°)。引导学生观察:中心原子从C到N到O,最外层电子数增加,孤电子对数量从0增加到1再到2。结论:孤电子对越多,对成键电子对的排斥越强,键角越小。再引入电负性:比较H₂O和H₂S,O的电负性大于S,H₂O键角(104.5°)大于H₂S(92.1°),说明中心原子电负性越大,键角越大。
微观受力分析法:电子云密度**
**适合学生
基础扎实、追求深度理解机理的学生。
讲解:从电子云密度分布角度分析。成键电子对集中在两原子之间,而孤电子对只集中在中心原子附近,因此孤电子对占据的空间体积更大,排斥力更强。当中心原子电负性增大时,成键电子对被拉向中心原子,电子云密度在中心原子附近增加,导致成键电子对之间的排斥力增强,从而使键角增大。