高中化学《物质结构与性质》之六——价层电子对互斥理论

高中化学《物质结构与性质》之六——价层电子对互斥理论：价层电子对互斥理论（VSEPR），等电子体，杂化类型与空间构型的判断。

视频加载中...

《物质结构与性质》——11、价层电子对互斥模型

第二节　分子的空间结构

三、价层电子对互斥模型

CO2和H2O分子都是三原子分子，但CO2是直线形，而H2O是V形。CH2O和NH3都是四原子分子，但CH2O是平面三角形，而NH3是三角锥形。可见组成类似的分子空间结构却并不相同。

可以用一种简单的理论价层电子对互斥模型（VSEPR model）来预测和解释分子的空间构型。价层电子对互斥模型的要点：

1、找到分子或离子的中心原子和结合原子 ，将其简化为ABx型， A为中心原子，B为与中心原子结合的原子，x为结合原子的数目。

2、价层电子对数。 中心原子的外围电子对分为三种：σ键电子对（形成σ键，成键的两个原子间有且只有一个），π键电子对（双键一个、三键两个），孤电子对（未参与成键的电子对）。

电子对均带负电荷，会相互排斥，使整个分子或离子能量最低，最稳定。其结果是分子或离子总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，于是形成了分子或离子一定的空间结构。

中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数

3、 σ键电子对数由化学式确定。 成键的两个原子有且只有一个σ键，所以中心原子与多少个原子结合形成σ键，就有多少个σ键电子对。

如，H2O分子中，中心原子O与2个H成键，O就有2个σ键电子对（O—H）。

NH3分子中，中心原子N与3个H成键，N就有3个σ键电子对（N—H）。

SO3的中心原子S与3个O成键，有3个σ键电子对；而中心原子S有4个σ键电子对。

4、孤电子对数可用下面的公式计算：

中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)/2

a表示中心原子的价电子数。具体情况如下表所示：

如，S的价电子数为6，P的价电子数为5，带一个单位正电荷，相当于失去了一个电子，价电子数a=5-1=4，带两个单位负电荷，相当于得到了两个电子，价电子数a=4+2=6。

x表示与中心原子结合的原子数，b表示与中心原子结合原子最多能接受的电子数（即成为稳定结构所差的电子数）。

H

b＝1

其他原子

b＝8－该原子的最外层电子数

如，氧族元素O、S、Se最外层6个电子，还可接受2个电子成为8个电子的稳定结构，b=8-6=2。卤族元素b=8-7=1。

xb可理解为与中心原子结合的原子成为稳定结构最多可接受的电子数。

几种分子或离子中心原子的孤电子对数如下表：

5、确定VSEPR模型。 将σ键电子对数和孤电子对数相加就得到了价层电子对数。.价层电子对数与VSEPR模型对应关系：

6、结合孤电子对数，预测分子或离子的空间结构。

由于孤电子对也占据一个原子轨道，在VSEPR模型的基础上，略去孤电子对，就得到分子或离子的空间结构。

如，NH3的价层电子对数=3+（5-3×1）/2=3+1=4，VSEPR模型为四面体形，孤电子对数为1，占据1个原子轨道，略去，分子空间构型为三角锥形。

H2O的价层电子对数=2+（6-2×1）/2=2+2=4，VSEPR模型为四面体形，孤电子对数为2，占据2个原子轨道，略去，分子空间构型为V形（角形）。

常见的几种分子或离子的空间结构：

7、根据电子对排斥力的大小比较键角大小。

（1）由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。

如，CH4、NH3、H2O的VSEPR模型均为四面体形，键角均为109°28′，但实际它们的键角分别为109°28′、107°、105°，依次减小。

CH4分子中C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1个孤电子对，H2O分子中O原子上有2个孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角依次减小。可见孤电子对的排斥力大，且孤电子对数目越多排斥力越强。

（2）π键电子对的排斥力较强（三键>双键）。

如，甲醛分子中心原子C的价层电子对数为3，是一个平面三角形分子，C=O中π键电子对的排斥力较强，使得C—H与C=O之间键角略大于120°，两个C—H之间的键角略小于120°。

（3）键角大小还与中心原子和结合原子的电负性有关。

如，NH3、PH3、AsH3的空间结构均为三角锥形，但中心原子的电负性N>P>As，中心原子的电负性越大，键长越短，使氢原子之间的排斥力越大，键角越大，所以其键角NH3>PH3>AsH3。

再如，NF3、NCl3的空间结构均为三角锥形，但N结合的原子电负性F>Cl，结合原子的电负性越大，原子半径越小，键角越小，即NF3<NCl3。

小结：

（1）确定分子或离子空间结构的流程

（2）价层电子对数、VSEPR模型与空间结构的关系

（3）键角的比较

孤电子对的排斥力较强，且孤电子对数越多排斥力越强。

π键电子对的排斥力较强。

中心原子电负性越大，键角越大；结合原子电负性越大，键角越小。

注：本文中的结合原子是指中心原子的配位原子。

相关问答

[最佳回答]1.在共价分子中,中心原子周围配置的原子或原子团的几何构型,主要决定于中心原子价电子层中电子对(包括成键电子对和孤对电子)的相互排斥作用,分子的...

[最佳回答]主族是最外层电子数

1、价层电子是指价电子所处的能级称为价层电子。价层电子是指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键,跟元素化合价有关的电子,又称价电子。2、价电...

[最佳回答]配体就是参与到成键过程的分子,原子,离子.共价分子间两原子间形成共价键,实质是两原子的电子以公用电子对的形式为两原子同时运用后组成电层稳定结...

[最佳回答]价层电子对互斥理论(英文VSEPR),是一个用来预测单个共价分子形态的化学模型.理论通过计算中心原子的价层电子数和配位数来预测分子的几何构型,并构...

[最佳回答]先求孤电子对数,阴离子:a=中心原子最外层电子数+电荷数阳离子:a=中心原子最外层电子数-电荷数然后再用孤电子对数=1/2(a-xb)最后加上中心原子&(...

[最佳回答]举例PCl3第一种算法,成键数为3,孤电子对=(5-3×1)/2=1所以价层电子对数=4第二种算法,价层电子对数=(5+3)/2=4Cl最外层7个电子,三个成对,一个孤电...

[最佳回答]价电子,简单理解就是影响化合价的电子,所以,主族元素的价电子,就是最外层电子过渡元素的价电子,除了最外层电子之外,还可以是次外层甚至是倒数第三...

[最佳回答]等电子体中的价电子数指这个等电子体的成价电子的最外层电子总数.而价电子对互斥中指的是价电子数包过外层可能含有次外层等电子体中的价电子数指...

[最佳回答]价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子,是原子核外跟元素化合价有关的电子.在主族元素中,价电子数就是最外层电子数.副族元素原子的价电...