分子的立体构型(VSEPR)资料
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直 线 型:CO 2、C 2H 2、HCN 、BeCl 2、HgCl 2等平面三角形:包括v 型(BF 3、BCl 3、SO 3、CH 2O 、CO 32-等)、平面三角形(SO 2等);常 见 分 子 离 子 的 立 体 构 型编 号分子或离子电 子 式中心原子 axb中心原子上的孤 电 子 对 数 δ键电子对数价层电子对数VSEPR模 型VSEPR 模 型 名 称分子或离子 立 体 构 型分子或离子立体 构 型 名 称杂 化 轨 道 数 杂化轨道类 型实例1CO 2C 4 2 2 0 2 2直线型直线型0+2Sp2SO 3S 6 3 2 0 3 3平面三角形平面三角形 0+3 Sp23CH 2OC 4 3 4/333平面三角形平面三角形0+3Sp24CO 32-C 4+2=6 3 2 0 3 3平面三角形平面三角形 0+3 Sp25SO 2S 6 2 2 1 2 3平面三角形V 型1+2Sp26H 2OO 6 1 2 2 2 4四面体V 型2+2Sp37NH 3N 5 3 1 1 3 4四面体三角锥形1+3Sp38H 3O +O 6-1=5 3 1 1 3 4四面体三角锥形1+3Sp39CH 4C 4 4 1 0 4 4正四面体正四面体0+4Sp3OO Sp 杂化:得到的为直线型;Sp2杂化:得到的为平面三角形;10NH4+N5-1=441044正四面体正四面体0+4Sp3价层电子对=中心原子的孤电子对+δ键电子对数1、中心原子的孤电子对=1/2(a-xb)a:为中心原子的价电子数(原子:价电子数=原子最外层电子书;阳离子:中心原子的价电子数-离子的电荷数;阴离子:中心原子的价电子数+离子的电荷数)。
高二化学分子的立体结构知识点及例题解析(一)价电子互斥理论:分子的立体结构决定了分子许多重要的性质,例如分子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大小、分子在晶体里的排列方式等等。
分子的立体结构通常是指其σ键的分子骨架在空间的排布。
1、价层电子对互斥模型(VSEPR 模型):是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型,总的原则是中心原子价电子层电子对(包括成键电子对和未成键的孤对电子对)的互相排斥作用,使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型,即分子尽可能采取对称的空间构型。
2、VSEPR 模型的内容:VSEPR 模型把分子分为两类:(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键,即中心原子无孤对电子的,根据键的条数或者说AB n 型分子中n 的个数,判断分子构型。
如CO 2、CH 2O 、CH 4等分子中的C 原子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测,概括如下: (2子的分子构型,然后去掉孤对电子后看分子新构型。
如H 2O 和NH 3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。
因而H 2O 分子呈V 型,NH 3分子呈三角锥型。
【拓展】AB m 型分子或离子中的价电子对数(孤对电子+形成共价键的电子对)的计算方法:(1)对于主族元素,中心原子价电子数=最外层电子数,配位原子按提供的价电子数计算,如:PCl 5 中52515=⨯+=n (2)O 、S 作为配位原子时按不提供价电子计算,作中心原子时价电子数为6; (3)离子的价电子对数计算 如:NH 4+ : 421415=-⨯+=n ; SO 42- :42206=++=n3、VSEPR 模型的应用:【验证】应用VSEPR 理论判断下表中分子或离子的构型。
(C 原子孤对电子数一般为0)【总结】(1)VSEPR 模型预测分子立体结构方法:首先确定中心原子的价层电子对数,然后确定中心原子有无孤对电子数,再结合实际例子分析。
空间构型和vsepr表格
空间构型和VSEPR表格是化学中常见的概念。
空间构型指的是一个分子中原子排列的三维空间结构。
它能够影响到分子的性质,例如极性和反应性。
一个分子的空间构型可以使用VSEPR(Valence Shell Electron Pair Repulsion)理论来预测,该理论基于原子间电子对的排斥作用。
以下是VSEPR表格:
电子对几何形状 | 分子几何形状 | 分子形状示意图
:---:|:---:|:---:
线性 | 线形 | A-B
三角形平面 | 三角形平面 | A
四面体 | 四面体 | A
三角形平面 | T形 | A-B<sub>3</sub>
三角形平面 | V形 | A-B<sub>2</sub>
八面体 | 平面正方形 | A<sub>2</sub>B<sub>6</sub> 在这个表格中,第一列列出了不同数量的电子对可能形成的几何形状;第二列列出了对应每种几何构型的分子几何形状;第三列显示了每种构型的分子示意图。
以上就是空间构型和VSEPR表格的介绍。
VSEPR模型判别分子构型VSEPR模型(類向導電子域排斥模型)是一种用統計物理學和原子結構理論來解釋分子的電子結構的理論,它於1960年由魯納斯·米歇爾斯和泰特羅德·德勒爾一起提出,可以用來判斷分子與見面和看不到的原子之間緊密結合的極性,以及分子架構和極性之間的關係。
VSEPR模型假定有六種孤電子域,即取代原子價電子域,空間性屬性和結構的分析圍繞這些域的兩個或更多的孤電子密度中心。
這種取代原子價電子域包括分子軸中的splitting patterns,其中分子軸體積增加,分子受體效應增加和電子重新分配,這會影響分子極性。
VSEPR模型可以用來預測影響分子架構的極性因素。
根據它,原子通過方向交互影響這些孤電子集中在三角形或其他型狀中,以減少孤電子間能量的相互作用。
通過對空間性屬性進行描述,VSEPR模型分類分子形狀和極性。
VSEPR模型可以用來幫助理解分子的極性和穩定的整體架構。
該模型可以用於解釋原子間的鍵的種類和強度。
例如,水分子由中心空氣和兩個水素分子構成,並且水平作用於O原子左右兩側的電子密度,產生非常規形態的四面體。
此外,VSEPR模型可以用來探索分子極性,例如氟分子由中心碳和四個氟原子構成,並且可以假定它們之間存在開放式的雙面體形狀,碳原子中心在氟原子之間為中性,而對極性效應的異質孤電子場,導致该分子具有極性。
VSEPR模型能夠用來確定分子與晶體極性的影響,因為它們的極性可以用裝置的複雜性來預測,从而限制了分子對它們的環境的反應。
VSEPR理論與傳統分子獲得力學(MMFF)結合在一起,為分子力學提供了更多信息,可以用來猜測分子形態和其極性,使其適應不同的環境條件,例如自由基化學反應。
VSEPR模型的發展已經使人們對分子的微觀結構和極性有了更加完整的了解,並提供了一種基於排斥原理的架構來分析分子架構和極性。
這將有助於解釋分子的穩定性,以及分子的反應情況。
价电子对互斥理论(VSEPR )与分子几何构型(原载《结构化学问题选讲》,杨宗璐等编,科学出版社2000年)多原子分子的结构比双原子分子要复杂得多,因此一般需要用一组键长和键角的数据来表征其几何构型.原则上可以通过越来越多的计算方案来求解波动方程,得到所需的结合能、平衡几何构型和电荷密度.另一方面,针对大量的复杂分子,人们总是力图采用简化的模型和图象来推理和总结多原子分子中电子行为的规律.价电子对互斥理论(VSEPR )正是这样一种简明、直观、可广泛预测许多简单多原子分子结构的一种方法.价电子对互斥理论(VSEPR )实际上是建立在定域模型基础上的静电理论.按照定域键模型,分子中的电子可划分为:内层电子、孤对电子及成键电子(价电子)等独立组份.分子的能量则与这些独立组份能量及它们的相互作用有关.通过核间距的调整使键长和键角的相互适应,产生了能量最低的几何结构.此外,价电子的分布又受到Pauli 不相容原理和静电库仑作用的支配,除了要求分子中的电子尽量配对外,为使体系电子云分布具有能量最低值,还要求已配对的电子之间彼此尽可能远离,以降低库仑排斥作用.以ALmEn 代表多原子分子,其中A 为中心原子,L 为配位原子,E 则为A 原子价层上的孤对电子对,m 为价层总电子对数P,则可借上述价电子互斥理论提出判断分子几何构型的以下规则:n +1.一定数目的价电子对必定与一定的几何构型相联系.假定价电子对的中心与原子A的距离都是R,为使彼此间斥力最小,价电子对等距离地排布在以R为半径的球面上,形成规则的多面体.根据立体几何的知识,当P为2时,呈直线形(键角为180o);P为3 时呈平面三角形(键角为120o);P为4时呈四面体形(键角为10928′o );P为5时呈三角双锥形;P为6时呈八面体形;P为7 时则呈五角双锥形等.2. 价电子对互斥理论将分子的共价双键或三重键均视为一个电子对来计算.由于多重键中的电子对数多,占据的空间比一个单键电子对大,它对其它单键电子对的排斥作用较强,使分子中含多重键的键角变大,不同键电子对之间排斥作用的大小顺序为三键排斥>双键排斥>单键排斥显然,多重键的存在会影响分子的几何构型.例如 X 2C=0 型分子属于三角形构型,各键角标准值应为120o,不含双键的键角受到前者的影响应小于120o .具体实例见表1.表1 键角的比较X2C=0 ∠XCO ∠XCXF2C=0 123.20112.50Cl2C=0 124.30111.30H2C=0 1210118.00(NH2)2 C =0 1210118.00X2C=CX2∠XCX ∠XCCH2C=CH2116.60121.70(CH3)2C=CH2109012503.用于推测分子结构时,不能忽略孤对电子和成键电子的区别.因为孤对电子对比键电子对更集中于原子核附近,因而增加了排斥能.此外,成键电子对于两个原子核的吸引,电子云显得不如孤对电子的“肥大”,对邻近电子对的斥力也小.孤对电子与键对电子间的排斥强度符合以下排序:孤对/孤对>孤对/键对>键对/键对.一般情况下,由于孤对与键对的不同取向可形成一组异构构型,以上的排斥作用顺序可以帮助辨认能量最低的稳定构型.当某个构型中孤对与孤对的交角小于或等于90o,则必定是不稳定构型.例如,ICl4-的6对价电子对指向正八面体6个顶点,由于只有二对孤对电子,故可形成两种不同的异构构型(见图1).在平面正方形的构型中,两对孤对电子相距最远,应为稳定构型.又如,在SF4,ClF3和IF2-的价电子层中,价电子对数P均为5,但孤对电子对数分别为1、2、3.根据价电子对互斥理论,孤对电子对应选择赤道方向的位置,这样可使与孤对电子对互成90o相互作用的键对数目最少.从图2可知,在它们各自的最稳定构型中,孤对电子对均处于三角平面内.4. 配位原子的电负性增大或中心原子电负性减小,也会使键角偏离标准值.端原子电负性增加时,共享电子对将偏向配位体,从而减少成键电子对之间的斥力,键角的度数随之减小.例如OF2的键角(103.2o)比OH2的键角(104.5o)要小.NF3的键角(102o)比NH3的键角(107.3o)也要小.此外,中心原子的半径增大使与端原子之间的键长增加,减小键电子对之间的排斥力,使键角缩小.实例参见表2.表2 键角的比较分子式 键角 分子式 键角NH3107.30H2O 104.50PH393.30H2S 92.20AsH391.80H2Se 91.00SbH391.30H2Te 89.005.价电子对的相邻电子对越多,所受斥力就越大,距离原子核也越远.当配位数为5和7时,分子呈三角双锥和五角双锥构型,这时主轴上两对电子受到的斥力较大,因而键长较长.例如PCl5分子中,垂直方向的键长为219pm,水平方向键长为204pm,见图3.价电子对互斥理论能够广泛地用于定性预测各类ABn型分子的几何构型,解释键长和键角变化,偏离标准值的规律性,但也有少数化合物的推测出现例外.例如BaI2,SrCl2都是弯曲形构型而非预计的直线性型.此外,对过渡金属化合物几何构型的判断也有一定的局限性.实际上,应用价电子对互斥理论的分子体系,都有一个共同的特点,即分子中所有电子都是成对的.如果分子中有未成对的电子,则不能简单地以此方法来推测分子的几何构型.对于不具有半满或全满d轨道的过渡元素,由于d轨道上电子分布不对称,将使分子形状不规则化,无法用价电子对互斥理论作出判断,因而配位场理论则能说明得更好.价电子对互斥理论被看成是杂化轨道理论简化了的方法.而它相当于只考虑了中心原子利用杂化轨道成键后,各电子对之间的相互排斥,因而只能作出大致的定性说明.而杂化轨道理论则还考虑了整个的杂化过程,并可得出定量的结果,如计算键角等.。
分子的立体构型及杂化方式的判断方法1.VSEPR理论:VSEPR理论是根据分子中的电子对的排斥效应来预测分子的立体构型。
根据这一理论,分子中的电子对(包括原子间键合电子对和孤对电子对)会尽量远离彼此,从而使得分子呈现出一定的几何形状。
通过确定分子中原子的中心原子、其他原子和孤对电子对的数量,可以用VSEPR理论预测分子的构型。
2.分子对称性:分子的对称性可以提供有关分子构型的重要信息。
通过观察分子的对称轴、平面反转中心、镜面反射面等,可以推断分子的几何结构。
例如,如果一个分子具有旋转轴,那么该分子很可能是线性的;若分子具有反射面,则可能是平面的。
3. 分子轨道理论:分子轨道理论描述了分子中电子的分布情况,指出原子轨道会经过一个或多个杂化过程而形成分子轨道。
通过观察分子中的化学键及相关杂化轨道的形状,可以推断出分子的杂化方式。
例如,如果分子中存在 sigma 键,则可判断该分子中原子的杂化方式为 sp 杂化;如果分子中存在 pi 键,则可判断杂化方式为 sp2 或 sp3 杂化。
4.光谱学方法:光谱学方法可以通过分析分子在不同波长下吸收和发射的电磁辐射来研究分子的构型和杂化。
例如,红外光谱可以提供分子中不同键弯曲、拉伸等振动模式的信息,从而帮助确定分子的立体构型;核磁共振光谱可以提供分子中不同核磁共振信号的信息,从而揭示出分子中不同原子的环境和构型。
5.计算化学方法:计算化学方法可以通过理论计算来预测分子的构型和杂化。
例如,量子力学方法(如密度泛函理论)可以计算分子的电子结构和能量,从而推测分子的构型和杂化方式。
总之,分子的立体构型和杂化方式可以通过VSEPR理论、分子对称性、分子轨道理论、光谱学方法和计算化学方法等多种途径来判断。
这些方法的使用取决于具体分子的性质和研究目的。
类似地,重键较单键占据较大的空间,故有斥力大小的顺序:t-t>t-d>d-d>d-s>s-s(t-叁键,d-双键,s-单键)又如,SO2Cl2分子属AX4L=AY4,因S=O键是双键,S-Cl键是单键,据顺序有:∠OSO>109°28''''∠ClSCl<∠OSCl<109°28''''。
此外,键的极性对键角也有影响。
中心原子电负性较大,成键电子对将偏向中心原子,成键电子对之间斥力增大,键角增大,如:NH3、PH3、AsH54c分子中的键角(∠HAH)依次为107°、93.08°、91.8°;配位原子电负性较大,成键电子对将偏离中心原子,成键电子对之间斥力减小,键角减小,如:H2O、OF2分子中的键角(AOA)依次为104.5°、102°。
据此,可解释下列键角变化:NO2+、NO2、NO2-键角(∠ONO)依次为180°、134.3°、115.4°。
价层电子对互斥模型是一个定性模型,与杂化轨道理论相比,它只能对分子的空间构型作定性的描述,而不能对分子的成键原理、键的稳定性做出相应的说明。
但该模型抓住了价层电子对间斥力的大小比较,因此它的很多预测有着相当的正确性。
但由于模型较简单,用来解释某些分子的空间构型时却有困难,例如过渡元素配离子的空间构型,用价层电子对互斥模型就得不到正确的解释。
第二节分子的立体构型知识点一形形色色的分子1. 分子的立体构型(1)概念:指多原子构成的共价分子中的原子的空间关系问题。
由于多原子构成的分子中一定存在共价键,共价键的方向性使得分子中的原子按一定的空间结构排列,形成了分子的构型。
如3原子分子的构型有直线型(CO2)和V(H2O)型两种。
(2)作用:分子构型对物质的活泼性、极性、状态、颜色和生物活性等性质都起决定性作用。
特别提醒:双原子均为直线型,不存在立体构型。
2.形形色色的分子不同分子,构型不同。
常见分子立体构型如下表:知识点二价层电子对互斥模型1.价层电子对互斥理论(VSEPR模型)(1)内容:分子中的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤对电子)由于相互排斥作用,尽可能而趋向于彼此远离以减小斥力,分子尽可能采用对称的空间构型。
电子对之间夹角越大,排斥力越小。
(2)VSEPR模型特征:用有区别的标记表示分子中的孤对电子和成对电子,如H2O、NH3的VSEPR模型特征为:2.利用价层电子对互斥理论判断分子的空间构型(1)VSEPR模型把分子分成以下两大类①中心原子上的价电子都用于成键。
在这类分子中,由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离,成键原子的几何构型总是采取电子对排斥最小的那种结构。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测。
如:②中心原子上有孤对电子的分子或离子。
对于这类分子,首先建立四面体模型,每个键占据一个方向(多重键只占据一个方向),孤对电子也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。
(2)价层电子对数的计算①σ键电子对数的计算σ键电子对数可由分子式确定,中心原子有几个σ键,就有几对σ键电子对。
如H2O分子中σ键电子对数为,NH3分子中σ键电子对数为。
②孤电子对数的计算中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb)a为中心原子的价电子数;x为与中心原子结合的原子数;b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
vsepr模型计算方法VSEPR模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion Model)是一种用于预测共价分子的几何形状的理论模型。
它基于电子对之间的互斥原理,推导出了不同原子间的空间排布方式。
本文将介绍VSEPR模型的计算方法及其应用。
一、VSEPR模型简介VSEPR模型是由贝吉斯(Ronald Gillespie)和劳罗斯(Ronald Sydney Nyholm)于1957年提出的。
该模型认为原子中的电子对(包括成对的共价键电子对和孤立电子对)会在空间中互相排斥,使得分子中的原子间保持最佳的空间间距。
根据电子对的数量和形式,VSEPR模型分为以下几类:1. 线性型(AX2型):分子中只有两个电子对,两个原子间连线的延长线上正好排列着这两个电子对。
2. 三角形平面型(AX3型):分子中有三个电子对,这三个电子对均在分子平面内,并形成一个等边三角形。
3. 锥形(AX4型):分子中有四个电子对,这四个电子对形成一个四面体。
4. 五边平面型(AX5型):分子中有五个电子对,这五个电子对形成一个五边形平面。
5. 八面体型(AX6型):分子中有六个电子对,这六个电子对形成一个八面体。
二、VSEPR模型计算方法在使用VSEPR模型计算分子几何形状时,需要按照以下步骤进行:1. 确定中心原子:找到分子中原子数最多的一个原子,将其作为中心原子。
2. 统计电子对数目:将中心原子及其周围的原子中的成对电子对和孤立电子对进行统计。
3. 应用VSEPR模型规则:根据电子对的数量和形式,确定分子的几何形状。
例如,根据AX2型的规则,当电子对数目为2时,分子是线性型的。
4. 考虑区域电荷:根据分子几何形状,确定原子之间的电荷分布情况,以便更好地理解分子的性质和反应。
三、应用案例以下是一些常见的分子和它们的VSEPR模型计算结果:1. 二氧化碳(CO2):中心原子为碳,周围有两对成对电子,按照AX2型规则,分子是线性型的。
1940年,西奇威克(Sidgwick)等在总结实验事实的基础上提出了一种简单的模型,用于预测简单分子或离子的立体结构。
六十年代初,吉列斯比(RJ.Gillespie)和尼霍尔姆(Nyholm)等发展了这一模型。
因该模型思想方法质朴浅显,在预见分子结构方面简单易行,而成为大学基础化学的基本教学内容,并于新一轮课程改革中引入高中化学教学。
这就是价层电子对互斥模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion),常以其英文的缩写形式VSEPR来表示。
1、来自生活中的一个游戏现象吹气球是大家熟悉的生活游戏,如果将每个气球吹成一样大小,将其中的两个通过吹气口系在一起,你会发现这两个气球自然成一直线,再向其中加入一个气球并通过吹气口系在一起,你会发现这三个气球均匀地分开成正三角形分布。
依次再向其中加入一个气球并通过吹气口系在一起,你会有什么预期?你会发现结果与你的预期如此地吻合:四个大小相同的气球成正四面体分布,五个大小相同的气球成三角双锥分布,六个大小相同的气球成正八面体分布。
见图:我们很容易从这一游戏现象受到启迪:当物体所占空间因素相同时,它们彼此趋向均匀分布。
这一规律在自然界乃至人类社会生活中并不鲜见,我们不难找到类似的和接近的例子。
2、VSEPR模型要点VSEPR模型认为,分子的几何构型总是采取电子对排斥作用最小的那种结构。
因为这样可使体系的能量最低,中心原子价层的电子对总是按照最合适的空间方式进行分布。
见下表。
电子对的空间分布电子对数空间分布几何构型2 直线3 在角形4 四面体5 三角双锥6 八面体VSEPR模型简朴通俗,应用简单易行,显现了它的独特魅力并引人入胜。
3、VSEPR模型判别分子构型的基本程序中心原子的价层如果没有孤电子对,那么每一个电子对就代表一个共价键,此时电子对的空间分布就是分子的几何构型。
例如,BeCl2分子中Be原子的两个价电子分别与两个Cl原子形成的两个共价键,没有孤电子对,故它是直线型结构。
分子的立体构型和分子的性质复习提纲一、常见分子的立体构型(形形色色的分子)二、价层电子互斥理论=VSEPR理论1.价层电子对互斥理论认为,分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。
分子中的价层电子对(包括电子对和电子对)由于相互排斥作用,尽可能趋向彼此远离。
(1)当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价电子斥力最小,就要求尽可能采取结构。
(2)当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同,从而影响分子构型。
(比如:CH4、NH3的键角不一样)排斥力顺序:> >(3)化学键之间的夹角越大,则价层电子对之间斥力。
2.价层电子对互斥理论与分子立体构型(1)针对AB n型分子(原子个数少的A为中心原子,原子个数多的B为配位原子)价层电子对数=σ键+孤电子对=2数配位原子提供的电子总中心原子价电子数注:①σ键=配位原子个数;孤电子对(未用于形成共价键的电子对)②中心原子价电子数=最外层电子数③配位原子:卤素、H作为配位原子各提供个电子;O、S作为配位原子提供电子。
④若为离子:中心原子价电子数还应加/减对应得失电子(2)VSEPR模型预测分子立体构型方法计算价层电子对数,得VSEPR模型,减去孤对电子所占空间,得分子立体构型。
注意:价层电子对互斥构型是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型,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,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。
【当堂训练】1.按要求填写下表(1)H2O________H3O+,NH3________NH+4。
(2)SO3________CCl4,CS2________SO2。
三、杂化轨道理论(1)在外界条件影响下,原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化,重新组合后的新的原子轨道,叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道。
2价层电子对互斥模型的应用——判断分子或离子的立体构型价层电子对互斥模型认为,在一个共价分子中,中心原子周围电子对排布的立体构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。
所谓价层电子对包括成键的σ电子对和未成键的孤电子对。
价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些,这样电子对彼此之间的排斥力最小,整个分子最为稳定。
这样也就决定了分子的立体结构。
因此利用价层电子对互斥模型可以预测简单分子或离子的立体结构。
利用VSEPR模型推断分子或离子的立体构型的具体步骤如下:1.确定中心原子A价层电子对数目中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半,就是中心原子A价层电子对的数目。
例如BF3分子,B原子有3个价电子,三个F原子各提供一个电子,共6个电子,所以B原子价层电子对数为3。
如果讨论的是离子,则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。
如PO3-4中P原子的价层电子数应加上3,而NH+4中N原子的价层电子数则应减去1。
2.确定价层电子对的立体构型由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能地相互远离。
于是价层电子对的立体构型与价层电子对数目的关系如下表所示:3.确定分子的立体构型价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,价层电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。
根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。
判断分子立体构型时应注意:(1)如果在价层电子对中出现孤电子对时,价层电子对立体构型还与下列斥力顺序有关:孤对—孤对>孤对—键对>键对—键对。
因此,价层电子对立体构型为正三角形和正四面体时,孤电子对的存在会改变键对电子的分布空间。
(2)对于分子中有双键、三键等多重键时,使用价层电子对理论判断其分子构型时,双键的两对电子和三键的三对电子只能作为一对电子来处理。
或者说在确定中心原子的价电子层电子对总数时,不包括形成π键的电子。
实例分析:判断HCHO分子和HCN分子的立体构型。
vsepr计算公式【实用版】目录1.VSEPR 模型简介2.VSEPR 计算公式3.计算公式的应用实例4.VSEPR 模型的局限性正文1.VSEPR 模型简介VSEPR(Valence Shell Electron Pair Repulsion)模型,即价层电子对斥力模型,是一种预测分子几何形状的方法。
该模型主要通过计算分子中电子对的斥力来推测分子的几何构型。
VSEPR 模型适用于预测 ABn 型分子(A 为中心原子,B 为周围原子,n 为周围的电子对数)的构型。
2.VSEPR 计算公式VSEPR 计算公式是预测分子几何形状的关键。
其公式如下:α = (n - σ键数 - 1) / 2其中,n 代表价层电子对数,σ键数代表中心原子 A 与周围原子 B 形成的σ键数量。
根据α的值,可以判断分子的几何形状。
3.计算公式的应用实例以 BF3 分子为例,该分子中,中心原子 B 的价层电子对数 n 为 3,与周围原子 F 形成的σ键数为 3。
将数据代入公式,得到:α = (3 - 3 - 1) / 2 = -1 / 2根据α的值,可以判断 BF3 分子的几何形状为平面三角形。
类似地,可以计算其他分子的几何形状,如 SO42-(正四面体)、NH3(三角锥形)等。
4.VSEPR 模型的局限性尽管 VSEPR 模型在预测分子几何形状方面具有一定的准确性,但它也有局限性。
首先,该模型仅适用于 ABn 型分子,对于其他类型的分子,预测结果可能不准确。
其次,VSEPR 模型无法预测分子中孤电子对的存在,因此在实际应用中可能会出现偏差。
最后,VSEPR 模型无法解释分子的键角变化等现象。
综上所述,VSEPR 模型是一种预测分子几何形状的方法,具有一定的局限性。
vsepr理论VSEPR理论(ValenceShellElectronPairRepulsionTheory),又被称为“邻电子对抗理论”,是一种关于分子和离子形状的理论,由G.N.诺特和R.J.P.勒于1957年提出,被认为是当今分子结构理论的基石。
根据VSEPR理论,分子的形状由原子的外层电子对决定,它们会彼此产生排斥,从而使原子处于离散分布的最低能位置。
VSEPR理论的基本思想是根据有机分子中邻电子对的排斥效应解释分子的空间构型。
分子构型受到来自邻电子对的抗力的影响,这些电子对会尽可能少地接近以降低能量,因此,分子形状受到原子数、电子数和电子在原子框架上的分布所影响。
根据VSEPR理论,电子对之间的排斥会导致分子采取最小能量状态,从而决定了有机分子的几何结构。
VSEPR理论是由根据相互作用的力量,研究原子间和邻电子对之间的性质,以确定分子的几何构型的理论。
VSEPR理论的基本术语是“电子对”,即原子的外层没有被自由电子占据的电子轨道中的两个电子。
每个原子都有外层没有被自由电子占据的电子轨道,每个电子的轨道中可以容纳最多两个电子,当两个电子同时占据某一电子轨道时,就称作一个电子对。
VSEPR理论的基本原理认为,原子和电子对之间会形成互斥力,这种互斥力会导致分子采取最小能量状态,因此分子构型受到原子数、电子数和分布所影响。
VSEPR理论通过考虑电子对的抗力,可以基本准确地描述分子的形状。
例如,当电子数为4时,可以完美地描述二酸根离子的形状;当电子数为6时,可以完美地描述三酸根离子的形状;当电子数为8时,可以完美地描述四酸根离子的形状。
VSEPR理论还可用于计算分子上离子半径差和甲烷分子内离子半径差。
此外,它还可以用于解释分子型与化合性之间的关系,推测同分子类型中分子间的化合性差异原因,以及计算分子的极性、有机反应的活性和受体的结构等。
VSEPR理论对于对分子的空间构型有着巨大的影响,因此,它也在其它领域有很广泛的应用。