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价层电子对互斥理论

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价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

第7讲价层电子对互斥理论根据预习里已经学习的内容，你发现常见分子或者离子的空间构型可以通过记忆获取。

但是，分子或者微粒的种类数目有许许多多，陌生微粒的空间构型应该如何推断呢？1．价层电子对互斥理论(VSEPR)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，由于电子对的相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能采取对称的立体构型，以减小斥力。

2．价层电子对的确定方法(1)a 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|。

(2)x 表示与中心原子结合的原子数。

(3)b 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．VSEPR 模型预测分子或离子的立体构型 (1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子讲义一、导入二、知识讲解知识点1 价层电子对互斥理论平面三角形正四面体形(2)中心原子上有孤电子对的分子对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。

VSEPR模型与分子的立体构型不一定一致，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(未用于形成共价键的电子对)。

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。

三、例题精析【教学建议】此处内容主要用于教师课堂的精讲，每个题目结合试题本身、答案和解析部分，教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。

例题11．用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为()A．正四面体形B．V形C．三角锥形D．平面三角形解析：选D SO3中S原子的价层电子对数为3，其全部用于形成共价键，S原子周围有3个氧原子，属于平面三角形。

例题22．连线题。

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

三角 BF3、 SO3 形 SnBr2、 V形 PbCl2
价层 电子 对数 目
价层电 σ 键 孤电 电子对 分子的 子对的 电子 子对 的排列 空间构 实例 空间构 方式 型 对数 数 型
4 4 四面体 形 3 2
0 1 2
四面体 CH4、 CCl4 形
三角锥 NH3、 PCl3 形 V形 H2O
4+2=6 6-1=5
3 3
2 1
1、对阳离子来说，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷 数，其它不变。 2、对阴离子来说，a为中心原子的价电子数加上离子的电荷 数，其它不变。
四、分子空间构型的确定
价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，在得到价层 电子对数之后可得到VSEPR模型，然后我们略去VSEPR模型 中中心原子上的孤对电子，便可得到分子的立体构型。
NH3
CH4
a
孤对电子对数
x b 中心原子 上的孤电 子对数
分子 中心 或离 原子 子 H2O CO2
O
C N C
6
4 5 4
2
2 3 4
1
2 1 1
2
0 1 0
NH3
CH4
CO32-
H30+ 的孤对电子对数求法？
分子或 中心 离子 原子 CO32H30+ C O
a
x
b
中心原子 上的孤电 子对数 0 1
这样已知价层电子对的数目，就可以确定VSEPR模型。
三、价层电子对的确定方法
注：1、σ键电子对数可由分子式确定，例如：H2O 为2 NH3 为3 2、中心原子的孤对电子 =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

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

90°孤电子对—成键电子对排斥作用数 4 6 3
90°成键电子对—成键电子对排斥作用数 2 0 2 最稳定的几何构型为a ClF3的结构“T”型 这与实验完全相符.
ClF3
分子构型：T字型
Chlorine trifluoride, ClF3 Lewis structure: Central atom chlorine Valence electrons on central atom 7 3 F atoms each contribute 1 electron: 3 Total 10 Divide by 2 to give electron pairs 5 5 electron pairs: trigonal bipyramidal geometry for the five shapedetermining electron pairs
电子构型与分子构型不一致
电子数为5时，孤对总是尽 先处于三角双锥的腰部位置
VP = 5，电子对空间构型为三角双锥， LP占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？
原则：斥力最小.
例如：SF4 VP=5 LP=1 F
F F
SF
F
F
LP－BP(90o)
3
S
F F
2
结论：LP占据水平方向三角形, 稳定分子构型为 变形四面体 (跷跷板形).
价层电子对互斥理论 ——VSEPRT
一、 VSEPRT的V基BT本和要H点OT都可以解释共价键 M1.价电型小斥中何的论E理构层子主的作心构le用—论型c电即对要那用原型好轨的价t子对—来可，在r子主的 是 种 越o子 ，地 道形层或此V判 以 并nM对主要构 取 几 小MS解 成成电离P，断 预 且如EX数a要周决型 各 何 ，释 键与子子Pi人分 见 十n：r决围R定， 电 构 不型分 ，特对究R们子 和 分TI定配于理 子 型 难分e子 有点的C竟（价提或 判 成p于l置中想 对 ， 得子u的 些，种2采V层出离 断 功-ls中a的心的 之 据 出或,空 情尤类C用i电了子 分 和loe心原原l价 间 价离n间 况n其和F哪子一几 子 有cT3原子子层排层子e构是是数、种对个何稳效hS子或M电斥电中e型难H目S类的h较构定.oF的MeO原子作子r，.以型空4e但为型的y等Tl的价)子对用对确这的间可一实的几.层团构最排定杂个构以个用理何的的化型较分几.

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论
120°
90°
形状 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥 八面体 名称
活动二:价层电子对互斥模型（VSEPR） 理论内涵
理论提出 预测分子的立体构型 理论应用
1940 西奇威克(N.V.Sidgwick)、坡维尔(H.M.Powell)提出 1960S吉列斯比(R.J.Gillespie)、尼霍尔姆(R.S.Nyholm)发展
高二 选修3
价层电子对互斥理论
（VSEPR theory）
形形色色的分子
原子通过共用电子对所形成的相互作用（共价键）结合成分子。 分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。
活动一：模型初探
用气球模型的空间互斥类比电子对的电性互斥
电子 对数
2
3
4
5
6
气球 模型
VSEPR 模型
180°
90° 90°
价层电子对互斥模型（VSEPR）
1.分子的立体构型取决于中心原 子理价论层应电用子对排布。
2.分子的立体构型采用价层电子 对相互排斥作用最理小论的提构出型。
理论内涵
3.价层电子对之间保持最大距离 ，分子采用对称结构。
H
·· ··
H ·· C ·· H
斥力最小 能量最低
H
价层电子对互斥模型（VSEPR）
分子：价电子数（最外层电子数） 阳离子：价电子数－电荷数 阴离子：价电子数 + 电荷数
①σ键电子对数可由分子式确定。
②中心原子上的孤电子对数= 12（a－xb）
中心原子结合 的原子数
与中心原子结合的原子 最多能接受的电子数
O2 N3 N4
6
2 12
5
311
5-1=4 4 1 0

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

7.3.3 价层电子对互斥理论（VSEPR）1940年由西奇维克（N.V.Sidgwick）提出的价层电子对互斥理论，可以相当成功地简便地判断许多共价型分子的几何构型。

1．分子几何学分子的形状或分子内某个部位的形状（几何构型），对于化学反应致关重要，也与其物理性质密切相关。

知道分子的几何构型，就可以确定其对称类型，这对简化近似求解体系的波函数也很重要。

研究分子构型的学科叫分子几何学。

（1）几何构型与分子设计。

人接触路易氏毒气后，皮肤严重烧伤，肺和支气管迅速遭到损害，最终导致死亡。

原因是毒剂破坏了人体内含硫酶的生物活性。

英国人在可能遭到路易氏毒气袭击前就研制了一种具有特定结构和电子密度分布的解毒剂，它可以和砷形成稳定的配合物。

另外，失能剂的设计、催化剂的设计，以及在超分子中分子间的识别、自组装等都有分子几何构型匹配的问题。

（2）分子几何构型与气味。

有人将气味分成七种类型，即樟脑型、醚型、花香型、麝香型、薄荷型、辛辣型及腐臭型。

其它气味则是两种或几种气味的混合。

每种气味都与人的嗅觉系统中适当形状的神经末梢的感受器相适应。

例如六氯乙烷和环辛烷组成不同，但分子形状相似，都能与一个半球形感受器相匹配，因而都有樟脑型气味。

（3）分子几何构型与对称性。

甲烷是气体，易燃；而四氯化碳是液态，阻燃。

但是由于它们具有相同的四面体构型（相同的对称性），因此它们都是非极性分子，都没有旋光性等。

互为镜像的对应异构体往往也具有不同的性质。

如四嘧唑（驱虫灵）只有左旋的有药物作用，而右旋的没有。

农药、抗癌药物也有同样情况。

通过考察分子的成键过程后，不难发现分子的几何形状是与分子的电子结构相对应。

因此，尽管分子的几何形状千差万别，但都能从其内部的电子结构和分子中原子间相互作用找到根据。

价层电子对互斥理论就是讨论如何预测和研究分子的静态构型。

2．价层电子对互斥理论（1）价层电子对互斥理论的基本要点：价层电子对互斥理论认为，在一个多原子共价分子中，中心原子周围配置的原子或原子团（一般称之为配位体）的相对位置，主要决定于在中心电子的价电子层中电子对的互相排斥，它们（在保持与核一距离的情况下）趋向于尽可能的远离，使斥力最小，分子最稳定。

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

a ) 键角 角度小时，电对距离近，斥力大 ； b ) 电子对的种类 角度相同时，
孤对电子 —— 孤对电子 斥力最大 因为负电集中。
孤对电子 —— 成键电对 斥力居中
成键电对 —— 成键电对 斥力最小 因为有配体原子 核会分散电对的负电。
结论 要尽量避免具有较大斥力的电子对分布在互成 90°
的方向上。
2
● 确定电子对的空间排布方式
中心原子上不含孤对电子的共价分子的几何形状
通式 AB2
共用 电子对
2
原子A在原子B周围的排列方式 （理想的BAB键角）
直线(180°)
结构
AB3
3
平面三角形(120°)
AB4
4
正四面体(109°28’)
AB5
5
AB6
6
三角双锥(BaABa, 180°) (BeABe, 120°) (BeABa, 90°) Ba–轴向B原子，Be平伏B原子
19
5 对电子，4 个配体，1 对孤对电子，有 2 种情况供选择 ：
甲
乙
孤对 － 孤对
0
0
孤对 － 成键
2
3
成键 － 成键
4
3
从 90 °方向上的分布情况看，‘ 甲 ’ 稳定，称变形四面体。
5 对电子，3 个配体，2 对孤对电子，有 3 种情况供选择 ：
甲
乙
丙
孤对 － 孤对 0
0
1
孤对 － 成键 6
化，由原子核间产生相对位移，即键长，键角变化引起的。
诱导极化又称形变极化，对于极性分子还有定向极化，极性
分子在电场中永久偶极矩转到与电场方向反平行，采取择优
引起的，诱导极化产生诱导偶极矩 ，

价层电子对互斥模型(VSEPR)

价层电子对互斥模型(VSEPR)

02
03
指导新物质合成
基于价层电子对互斥模型，化学家可 以预测新物质的可能几何构型，从而 指导新物质的合成和性质研究。
对其他学科的启示
物理学
价层电子对互斥模型中的电子排斥作用与物理学中的电磁 相互作用有相似之处，为理解电磁现象提供了新的视角。
材料科学
将价层电子对互斥模型应用于材料科学，有助于理解不同材料 的电子结构和性质，为新型材料的研发提供理论支持。
些因素，以更准确地预测分子的空间构型和性质。
04 价层电子对互斥模型的应用
在化学反应中的作用
预测分子间的相互作用
价层电子对互斥模型可以用于预测分子 间的相互作用，如氢键、离子键和共价 键的形成，从而帮助理解化学反应的机 理。
VS
预测反应活性
通过分析分子中的价层电子对分布，可以 预测分子的反应活性，从而预测化学反应 的方向和速率。
概念
该模型认为，在分子中，价层电子对 会尽可能地相互远离，以减少相互排 斥的能量，从而形成稳定的分子构型 。
发展历程与重要性
发展历程
价层电子对互斥模型最初由美国化学 家罗伯特·马利肯和丹麦物理学家哈那 德·詹森在20世纪50年代提出。
重要性
该模型在化学领域中具有重要意义， 因为它提供了一种简便的方法来预测 分子的空间构型，有助于理解分子的 性质和行为。
与价键理论的关系
关系
价层电子对互斥模型和价键理论是相辅相成的理论体 系。
区别
价键理论主要关注电子的成键和反键轨道，而价层电 子对互斥模型则更侧重于预测分子的空间构型。
联系
在价键理论的基础上，价层电子对互斥模型可以进一 步揭示分子构型的奥秘。
价层电子对互斥模型的基本原

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论——一种快速判断分子和离子构型的方法分子中的价电子对（包括成键电子对n，和孤电子对m）由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离以减小斥力。

【注意】如果分子中存在孤对电子对，由于孤对电子对比成键电子对更靠近原子核，它对相邻成键电子对的排斥作用较大，因而使相应的键角变小。

价电子对数计算(1)价电子对数=成键电子对n+孤对电子对m(2)成键电子对n=与中心原子成键的原子个数(3)孤电子对m=(中心原子价电子数-与中心原子结合的原子未成对电子数和)/2(4)阳离子在分子上减去所带电荷数阴离子在分子上加上所带电荷数2价电子对数与杂化轨道空间构型关系推断分子空间构型的具体步骤⑴、先确定中心原子的价层电子对数，再确定杂化轨道的空间构型n=2 直线形n=3 平面三角形n=4 正四面体⑵、确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。

①若孤电子对数为0，则分子的空间构型和杂化轨道的空间构型相同②若孤电子对数不为0，则分子的空间构型和杂化轨道的空间构型不同。

分子CO2 BeCl2 BF3 CH4 HeO2 NH3价电子对数 2 2 3 4 4 4杂化轨道构型直线型直线型正三角形正四面体正四面体正四面体有无孤对电子无无无无有有分子空间结构直线形直线型平面三角形正四面体V型三角锥型推断离子空间构型的方法方法同分子空间构型的确定。

区别在于算中心原子价电子对数时，正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。

ABm型分子（或离子）空间构型对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子中的价电子对数可以用下式计算：n=（中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m）/2价电子对数目为2、3、4时，价电子对的几何分布分别呈直线形、平面三角形、正四面体构型。

注意：①中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。

②配位原子中卤素原子、氢原子提供一个价电子，氧原子硫原子按不提供价电子计算，但做为中心原子时提供6个价电子。

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论
双价层电子对互斥理论提出了一种新的观点，表明电子是双价的，而不是单价的，即双价层模型是由两个负责一个反应的活性立体复配，整个双价层电子互斥理论给出了一个反应前激子和过渡态之间的立体分子动力学框架，为理解有机分子反应的立体化学提供了基础性的理论支撑。

双价层电子对互斥理论和单价电子理论的核心正在于，电子活性的双价状态是有机反应的一个重要的特征，它们构成“立体复配”，也就是双价层模型，这种差异主要表现在双价层模型的跃迁态过程中的动力学行为上，即每一个轨道状态都只有一个立体结构，而且这两个轨道之间的不对称性也存在。

即使能量有所改变，这种不对称性也不会随之改变。

反应前激子和反应过渡态可以通过这种双轨道立体不对称性来解释，其中重要的是反应中的立体复配。

价层电子对互斥理论使用

价层电子对互斥理论使用

价层电子对互斥理论使用价层电子对互斥理论（Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory）是一种用于推测分子几何形状的理论。

该理论假设电子对在空间中互相排斥，因此分子的几何构型可以通过电子对的排布来确定。

价层电子对是指与原子之间能够形成共价键或孤对电子的电子对。

理论基础：1.电子对之间的排斥力最小化。

同种电子对之间的排斥力较大，不同种电子对之间的排斥力较小。

2.单独的电子对比成对的电子对更容易被其他电子云所靠近。

3.电子对的排布趋向于最大程度的分离。

根据这些原则，我们可以预测分子的排布形态。

分子的电子对排布方式有多种形态，包括线性、平面三角形、平面四边形、平面五边形、笼形、六边形、八面体等。

以氨分子(NH3)为例，氮原子有5个电子，其中3个与3个氢原子形成共价键，剩下的2个是孤对电子。

根据价层电子对互斥理论，孤对电子会占据较大的空间，使得氨分子呈现出一个三角形构型。

再以甲烷(CH4)为例，碳原子有4个电子，与4个氢原子形成共价键。

根据价层电子对互斥理论，这4个电子对会互相排斥，使得甲烷分子呈现出一个正方形构型。

另外一个例子是水分子(H2O)，氧原子有6个电子，与两个氢原子形成共价键，剩下的2个是孤对电子。

根据价层电子对互斥理论，这两个孤对电子会占据较大的空间，使得水分子呈现出一个倾斜的构型。

从上述示例可以看出，通过价层电子对互斥理论，我们可以推测出分子的几何构型，进而推断分子的性质和反应行为。

这为有机化学、无机化学以及生物化学等领域的研究提供了有力的理论基础。

然而，价层电子对互斥理论也有其局限性。

例如在一些分子中，价层电子对排布方式可能不符合预期，这可能是由于额外的电子云效应或分子内相互作用的影响。

此外，该理论只适用于描述小分子的几何构型，对于大分子或者有多个中心原子的分子来说并不适用。

尽管如此，价层电子对互斥理论依然是化学中一项重要的理论工具，为我们理解分子结构和性质提供了实质性的帮助，并促进了分子设计、药物研发以及催化反应等方面的进展。

价电子对互斥理论(VSEPR)

价电子对互斥理论(VSEPR)
34
本章数学要求 1.熟悉离子键、共价键、金属键旳特点及它们旳形
成过程； 2.了解晶格能旳意义及应用Bom—Haber循环进行计
算，掌握晶格能对离子化合物熔点、硬度旳影响。 3. 熟练掌握价键理论、杂化轨道理论、VSEPR理论
和分子轨道理论旳基本要点及应用。讨论分子旳 空间几何构型，并由此推出中心原子旳杂化态， 分析化合物旳键参数及形成过程； 4. 掌握应用分子轨道理论第二周期同核或异核双原 子分子旳分子轨道体现式，分析键参数； 5. 了解分子间力及氢键对物质旳物理性质旳影响。
Be2 8e 键级 = （成键电子数-反键电子数）/ 2
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
KK
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
键级为0，不存在Be2
B2 10e
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2s
)
2
(
2s
)
2
2 2
1 py
1 pz
键级为1，
KK
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
2 2
1 py
1 pz
2个单电子 键，分子有单电子，有顺磁性。 21
在涉及有多重键旳分子中,多重键作单键处理,
多重键对成键电子正确排斥力大小顺序为:
叁键 > 双键 > 单键
中心原子相同步,配体电负性变大,键角变小。
(因为对成键电子对吸引力较大，使共用电子对

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论（英文：Valence Shell Electron Pair Repulsion (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，并构建一个合理的路易斯结构式来表示分子中所有键和孤对电子的位置。

理论基础价层电子对互斥理论的基础是，分子或离子的几何构型主要决定于与中心原子相关的电子对之间的排斥作用。

该电子对既可以是成键的，也可以是没有成键的（叫做孤对电子）。

只有中心原子的价层电子才能够对分子的形状产生有意义的影响。

分子中电子对间的排斥的三种情况为：∙孤对电子间的排斥（孤-孤排斥）；∙孤对电子和成键电子对之间的排斥（孤-成排斥）；∙成键电子对之间的排斥（成-成排斥）。

分子会尽力避免这些排斥来保持稳定。

当排斥不能避免时，整个分子倾向于形成排斥最弱的结构（与理想形状有最小差异的方式）。

孤对电子间的排斥被认为大于孤对电子和成键电子对之间的排斥，后者又大于成键电子对之间的排斥。

因此，分子更倾向于最弱的成-成排斥。

配体较多的分子中，电子对间甚至无法保持90°的夹角，因此它们的电子对更倾向于分布在多个平面上。

下面是价层电子对互斥理论预测的分子形状表。

电子对数没有孤电子对（基本形状）1个孤电子对 2个孤电子对3个孤电子对2直线型3平面三角形型角型4四面体型三角锥型角型5三角双锥型变形四面体型T字型直线型6八面体型四角锥型平面四方形型7五角双锥型五角锥型8四方反棱柱型分子类型分子形状中心原子价电子对的排布方式†分子的几何构型‡实例AX1En双原子分子（直线型）HF、O2AX2E直线型BeCl2、HgCl2、CO2AX2E1角型NO2−、SO2、O3AX2E2角型H2O、OF2AX2E3直线型XeF2、I3−AX3E平面三角形型BF3、CO32−、NO3−、SO3AX3E1三角锥型NH3、PCl3AX3E2T字型ClF3、BrF3AX4E四面体型CH4、PO43−、SO42−、ClO4−AX4E1变形四面体型SF4AX4E2平面四方形型XeF4AX5E三角双锥型PCl5AX5E1四角锥型ClF5、BrF5AX6E八面体型SF6AX6E1五角锥型XeOF5−、IOF52−[1]AX7E五角双锥型IF7AX8E四方反棱柱型XeF2−8†孤电子对以淡黄色球体表示。

2.2 价层电子对互斥理论(VSEPR)

2.2 价层电子对互斥理论(VSEPR)

（5）价层电子对互相排斥作用的大小，决定于电子对之 间的夹角和电子对的成键情况。一般规律为： ➢ 电子对之间夹角越小，排斥力越大；
➢ 不同价电子对之间排斥作用的顺序为： 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
➢由于重键（双键、叁键）比单键包含的电子数目多，占 据空间大，排斥力也较大，其排斥作用的顺序为：
A的 价电 子
对 数
键 对 数
n
5
54
孤 分子类 A的价电
对数 型
子对的排
m ABnLm 布方式
0 AB5
1 AB4L
分子的
几何构 型
实例
三角 双锥 形
变形 四面 体
PF5,PCl5, AsF5
SF4,TeCl4
3 2 AB3L2
T形 ClF3,BrF3
A的 价电 键 子 对数
对n 数
孤 对 数
分子类 型
m ABnLm
A的价电 子对的排 布方式
分子 的
几何 构型
实例
4 0 AB4 4 3 1 AB3L
四面 体
三角 锥形
CH4,CCl4, SiCl4,NH4+, SO42-,PO43-
NH3,PF3, AsCl3, H3O+,SO32-
2 2 AB2L2
V形
H2O,H2S, SF2,SCl2
22
孤 对数
分子 类型
m ABnL
m
0 AB2
A的价电 分子的
子对的排 几何构
布方式
型
实例
直线形 BeCl2,CO2
3 0 AB3 3
2 1 AB2L
平面 三角 形

价电子对互斥理论(VSEPR)

价电子对互斥理论(VSEPR)
响不大。 二、氢键 具备的条件： 1. 分子中心必须有一个与电负性很大的元素形
成强极性键的氢原子。 2. 电负性大的元素的原子必须有孤对电子，而
且半径要小。 三、氢键对化合物性质的影响 分子间氢键使化合物熔沸点升高 分子内氢键使化合物熔沸点降低
33
本章作业： p 205 11, 14, 15, 18, 39 16 , 17, 21, 24
BN和 C2
问题： 写出NO、NO+ 、 NO-的分子轨道电 子排布式？ 磁性？键级？键长？稳定性？
27
HF 的分子轨道 电子排布式？ 磁性？键级？
HF: 12 22 32 14 4 键级 = 1 1个 键 逆磁性分子
HF分子轨道的形成
1 2 3 1 4
非键 非键 成键 非键 反键 轨道 轨道 轨道 轨道 轨道
四、价层电子对互斥理论 1. 要点： ⑴分子或离子的空间构型决定了中心原子周围
的价层电子数。 ⑵价层电子对尽可能彼此远离，使它们之间的
斥力最小， ⑶通常采取对称结构
1
2. 推断分子或离子空间构型的步骤： （1）确定中心原子价层电子对数 价层电子对数 = (中心原子价电子数 + 配位
原子提供的电子数 - 离子电荷代数值)/ 2 ① H和(X)卤原子各提供一个价电子，O和S
极性分子 - 极性分子之间 3. 色散力:非极性分子 - 非极性分子之间
极性分子 - 非极性分子之间 极性分子 - 极性分子之间 4.特点: (1)键能小，只有几个至几十个kJ·mol-1，比化 学键小1-2个数量级。
32
(2) 静电短程力， 不具有方向性和饱和性。 (3) 取向力与温度有关，诱导力色散力受温度影
23
F2 18e

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

4 正四面体 2
V形
SP3
SO2
3 平面三角形 1
V形
SP2
小结: 价层电子对互斥模型
代表 中心原子 物 结合的原子数
CO2
2
中心原子
无孤对电子 CH2O
3
CH4
4
分子 类型
空间构型
AB2 直线形
AB3 平面三角形
AB4 正四面体Βιβλιοθήκη 中心原子 H2O2
AB2
V形
有孤对电子 NH3
3
AB3 三角锥形
化学式
原则：
±离子电荷数(
负 正
)]
①A的价电子数 =主族序数；
②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价 电子,
规定 ： 氧与硫不提供价电子；
③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。
•2、确定电子对的空间构型： n=2 直线形 n=3 平面三角形 n=4 正四面体 n=5 三角双锥 n=6 正八面体
•3、确定中心原子的孤对电子对数，推断 分子的空间构型。
HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－
中心原子 中心原子结 孤对电子数 合的原子数
空间构型
0
2
直线形
1
2
V形
2
2
V型
0
3
平面三角形
1
3
三角锥形
0
4
正四面体
0
4
四面体
0
4
正四面体
0
4
正四面体
基本要点：
•分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数目有关。
价层电子对=成键电子对+孤对电子对

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论（Valence Shell Electron Pair Repulsion ）（VSEPR 理论） 1940年由Sidgwick 和Powell 提出(1) 基本思想：在共价分子或共价型离子中，中心原子周围的电子对所占的空间（成键电子对和孤对电子对）尽可能采用使之本身受到的静电排斥最小的理想的几何构型，即尽可能使中心原子周围的各电子对的距离达到最大。

The best arrangement of a given number of electron pairs is the one that minimizesthe repulsion among them.(2) 判断分子几何构型的步骤：a ．确定中心原子的杂化类型−− 计算中心原子周围的成对电子对数目和孤对电子对数目。

(i) 计算共价分子或共价型离子的价电子总数(n v )；+4P C l n v = 5 + 4 ⨯ 7 - 1 = 32 PCl 5 n v = 5 + 5⨯ 7 = 40 -6P C l n v = 5 + 6 ⨯ 7 + 1 = 48 XeF 4 n v = 8 + 4⨯ 7 = 36 (ii) n v ÷ 8 = 商(1) -----余数(1) ， 商(1) = 成键电子对数；(iii) 余数(1) ÷ 2 = 商(2) ----- 余数=1或0 ， 商(2) = 孤对电子对数；(iv) 商(1) + 商(2) = 中心原子的杂化轨道数（若余数还有1，则也当作一对孤对电子对来处理）；b ．按照理想的几何构型，画出分子几何构型图。

例如：+4PCl （正四面体） 5P C l （三角双锥） -6P C l （正八面体） C l+－ClC lClPC lC l PC lC l C lC lC lC l对于ClF 3 (4 ⨯ 7) ÷ 8 = 3…4 4 ÷ 2 = 2Cl 原子采取sp 3d 杂化，ClF 3分子可以画出三种不同的空间几何构型(I) (II) (III)c ．如果遇到存在几种可能的空间几何构型时，要选择最稳定的结构式，即各电子对间的排斥力最小。

【高中化学】高中化学知识点：价层电子对互斥理论

【高中化学】高中化学知识点：价层电子对互斥理论

【高中化学】高中化学知识点：价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论：1940年，美国sidgwicknv等人相继提出了价壳层电子对排斥理论（简称VSEPR方法），该理论适用于主族元素之间形成的abn类型分子或离子。

该理论认为，在共价分子或离子中，原子B（配位原子）围绕中心原子A的几何构型主要取决于中心原子价电子层中电子对之间的相互排斥。

这些电子对围绕中心原子尽可能远离彼此排列，以最小化彼此之间的排斥能。

所谓价电子对是指形成σ电子对和孤对键。

孤对电子的存在增加了电子对之间的斥力，影响了分子中的键角，并将改变分子构型的基本类型。

根据这一理论，只要已知分子或离子中中心原子上的价电子数，就可以轻松准确地判断ABn共价分子或离子的空间构型。

确定中心原子中价层电子对数：中心原子的价电子数与配体提供的公共电子数之和除以2即为中心原子的价电子对数。

规定：① 作为配体，卤素原子和氢原子提供一个电子，而氧元素的原子不提供电子；②作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算；③ 对于复合离子，在计算价电子的对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数；④计算电子对数时，若剩余1个电子，亦当作1对电子处理。

⑤ 双键、三键和其他多键被视为一对电子判断分子的空间构型：根据中心原子的价电子对数，从表1中找出相应的价电子对构型，然后根据价电子对中孤对电子的数量确定电子对的排列方式和分子的空间构型。

相关高中化学知识点：杂化轨道理论（中心原子杂化方式）混合轨道理论：是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。

中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。

杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。

常见的混合方法：(1)sp杂化：直线型如：co二、cs二(2)sp二杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形）如：bcl三c二h四不等性杂化为v字型如：h二oh二sof二(3)sp三杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体）如：ch 四、ccl四不等性杂化为三角锥如：nh三pcl三h三o+sp三d杂化：三角双锥服务提供商3d2混合体：八面体（与正八面体相等的混合体）分子的构型与杂化类型的关系：。

价电子对互斥理论(VSEPR)

价电子对互斥理论(VSEPR)

Be2 8e 键级 = （成键电子数-反键电子数）/ 2
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
KK
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
键级为0，不存在Be2
B2 10e
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2s
)
2
(
2s
)
2
2 2
1 py
1 pz
键级为1，
KK
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
2 2
1 py
1 pz
2个单电子 键，分子有单电子，有顺磁性。 21
(
1s
)(
1s
)(
2
s
)(
2s
)(
2
px
)
2 2
py pz
2
2
py pz
(
2
px
)
思考题:为什么会有二套轨道? (书195)
以上不同的排布方式可以用钻穿效应解释
20
③ 同核双原子分子的分子轨道表达式：
Li2 6e
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2s
)
2
KK ( 2s )2
KK: 内层电子不成键, Li2中一个键，键级为1
6
7
8
9
10
五、分子轨道理论
问题： B2 、O2 的磁性 （顺磁性）？ H2+可以 稳定存在，？

价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论

目
间构型
对数
孤电子 对数
4
0
4
四面体
3
1
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
四面体
三角锥
实例
CH4 CCl4 NH4＋ SO42—
NH3 PCl3 SO32－ H3O+
2
2
V—型
H2O
6
微粒
结构式
VESPR模型
HCN NH4＋ H3O ＋ SO2
HC N
H＋ HNH
H
H＋
O
H
H
OSO
F
BF3
B
F
F
分子或离子构型
7
化学式
HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+
中心原子 孤对电子数
0 1 2 0
1 0 0 0
电子对数目
空间构型
2
直线形
3 V形
4 3
V形 平面三角形
4
三角锥形
4
正四面体
4
4
四面体
正四面体
8
1、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是
A．CO2
B．H2S
B
C．PCl3
D．SiCl4
2、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是
A．H2O
B．CO2
BC
C．C2H2
D．P4
3、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的
A．H3O + C．PCl5
B．CO32— D．SF6
D
9
价层电子对互斥（VSEPR）理 论
价层电子对互斥（VSEPR）理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ）
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第二节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论[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1．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：分子类型化学式电子式结构式键角分子立体构型三原子分子CO2O==C==O180°直线形H2O105°V形四原子分子CH2O约120°平面三角形NH3107°三角锥形五原子分子CH4109°28′正四面体形2.归纳总结分子的立体构型与键角的关系：分子类型键角立体构型实例AB2180°直线形CO2、BeCl2、CS2 <180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角锥形NH3、H3O＋、PH3AB4109°28′正四面体形CH4、NH＋4、CCl4分子的立体构型(1)分子构型不同的原因：共价键的方向性与饱和性，由此产生的键长、键角不同。

(2)依据元素周期律推测立体结构相似的分子，如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等；CH4和CCl4都是五原子型正四面体，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是四面体构型但不是正四面体，而白磷是四原子型正四面体，它与CH4等五原子型正四面体的构型、键角是不同的(P4分子中的键角为60°)。

(3)典型有机物分子的立体结构：C2H4、苯(C6H6)、CH2===CH—CH===CH2(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。

1．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角都接近90°，说明H2S分子的立体构型为__________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为__________；四氯化碳(CCl4)分子中，任意两个C—Cl键的夹角都是109°28′，说明CCl4分子的立体构型为____________。

答案V形直线形正四面体形解析用键角可直接判断分子的立体构型。

三原子分子键角为180°时为直线形，小于180°时为V形。

S、O同主族，因此H2S和H2O分子的立体构型相似，为V形。

由甲烷分子的立体构型可判断CCl4的分子构型。

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、C6H6D．CCl4、BeCl2、PH3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的基本内容：分子中的价电子对——成键电子对和孤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，就要求尽可能采取对称结构。

(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。

(3)电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小。

2．价层电子对互斥理论与分子立体构型(1)分析下列中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的立体构型并完成下表(由中心原子周围的原子数n来预测)：AB n立体构型范例n＝2直线形CO2、BeCl2n＝3平面三角形CH2O、BF3n＝4正四面体形CH4、CCl4n＝5三角双锥形PCl5n＝6正八面体形SF6(2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的立体构型：中心原子上的孤电子对占据中心原子周围的空间，与成键电子对互相排斥，使分子的立体构型发生变化，如：①H2O为AB2型分子，氧原子上的两对孤电子对参与互相排斥，所以H2O分子的立体构型为V形而不是直线形。

②NH3分子中氮原子上有一对孤电子对参与互相排斥，故NH3的立体构型不能为平面三角形。

③常见分子的VSEPR模型和空间构型实例σ键电子对数孤电子对数价层电子对数电子对的排列方式VSEPR模型分子的立体构型BeCl2、CO2202直线形直线形BF3、BCl3303平面三角形平面三角形SO221V形CH4、CCl4404四面体形正四面体形NH331三角锥形H2O22V形分子空间构型的确定方法中心原子价层电子对数＝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3．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小。

下列判断正确的是()A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子答案C解析SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，A错误；BF3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn原子价电子数是4，在SnBr2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；COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子，键角是120°，C正确；PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，D错误。

4．用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的立体构型：BeCl2________，SCl2________，BF3________，PF3________，NH＋4________，SO2－3________。

答案直线形V形平面三角形三角锥形正四面体形三角锥形解析根据各分子的电子式和结构式，分析中心原子的孤电子对数，依据中心原子连接的原子数和孤电子对数，确定VSEPR模型和分子的立体构型。

分子或离子中心原子孤分子或离子的VSEPR分子或离子立结构式电子对数价层电子对数模型名称 体构型名称 BeCl 2 02直线形直线形Cl—Be—ClSCl 224四面体形 V 形BF 3 0 3 平面三角形 平面三角形PF 3 1 4 四面体形 三角锥形NH ＋40 4 正四面体形 正四面体形SO 2－3 14 四面体形 三角锥形分子空间构型的确定方法σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝价层电子对数――――――――→价层电子对互斥理论VSEPR 模型―――――→略去孤电子对分子的立体构型注意 (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．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是( )A．H2O B．BeCl2C．CH4D．PCl3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。

2．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。

3．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。

关于SF5—CF3的说法正确的是()A．分子中有σ键也有π键B．所有原子在同一平面内C．CF4与CH4都是正四面体结构D．0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为8 mol答案C解析A项，分子中都是σ键，无π键，错误；B项，碳原子与其相连的四个原子形成四面体结构，不可能所有原子共平面；D项，一个分子中有94个电子，错误。

4．用价层电子对互斥理论预测下列粒子的立体构型。

(1)H2Se____________；(2)BCl3____________；(3)PCl3____________；(4)CO2____________；(5)SO2____________；(6)SO2－4________________。

答案(1)V形(2)平面三角形(3)三角锥形(4)直线形(5)V形(6)正四面体形[基础过关]题组一常见分子的立体构型1．下列分子构型为正四面体形的是()①P4②NH3③CCl4④CH4⑤H2S⑥CO2A．①③④⑤B．①③④⑤⑥C．①③④D．④⑤答案C2．下列分子中，所有原子不可能共处在同一平面上的是()A．C2H2B．CS2C．NH3D．C6H6(苯)答案C解析C2H2、CS2为直线形，C6H6为正六边形，NH3为三角锥形，只有C选项的所有原子不可能在同一平面上。

3．下列分子的立体构型为平面正三角形的是()A．PCl3B．BCl3C．NH3D．CH2O答案B解析PCl3、NH3中的中心原子P、N各有1对孤电子对，跟周围的三个σ键相互排斥，形成四面体结构，所以这两个分子都为三角锥形；CH2O的立体构型虽为平面三角形，但不是正三角形。

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 4 B.C ·O 2 1 C.B ·F 3 2 D.S ·O 3 2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。