价层电子对理论
高中化学选择性必修二第二章第二节价层电子对互斥理论
CH4
NH3
孤电子对与δ键 电子对之间的斥 力大于δ键电子 对间的斥力
认识新知
VSEPR模型（价层电子对互斥模型）
价层电子对 2 VSEPR模型 直线
3
4
平面三角形 正四面体
任务二：
请大家标出下列分子中各原子的电子式、中心原子结合 原子数、δ键电子对数、中心原子孤电子对数及中心原 子价层电子对数、VSEPR模型及分子的空间结构
CH4
H2O NH3
HCHO CO2
任务二：
孤电子对数 =½（a-xb) a 对于原子：为中心原子的最外层电子数 (离子：a为中心原子最外层电子数减去离子电荷数） 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(H为 1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）
任务二：
作业
优化设计P30-31页1-10题
Thanks!
4 0 AB4
4 3 1 AB3
2 2 AB2
VSEPR 模型
立体 结构
实例
正四 面体
正四 面体
CH4、NH4+、 SiCl4、SO42-、 PO43-、ClO4-等
四面 体形
三角 锥形
NH3、PH3、 PCl3、H3O+、 SO32-、等
四面 体形
V形
H2O、H2S等
练习
确定BF3的VSEPR模形和分子空 间构形
δ键电子对数= 与中心原子结合的原子数 价层电子对数=δ键电子对数+孤电子对数
代表 电子式 中心原 δ键 中心原 中心原子 VSEPR模 分子空
物
子结合 电子 子孤对 价层电子 型 间结构
原子数 对 电子对 对数
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
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
高中化学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
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.
价层电子对理论
再如：BF3分子中，B原子价层有三对电子，这三 个成键电子对只有按平面三角形排布斥力才最
小，形成的分子才最稳定，因此B 间构型为平面三角形，键角120º。
F
3分子
的空
而CH4分子中，C原子价层有四对电子，这四个成 键电子对只有按四面体排布斥力才最小，因此 CH4分子的空间构型为正四面体，键角109.5º。
Cl o 111.4
124.3o CO
H Cl
3.如果分子或离子中有双键、三键等多重键时， 将多重键当单键处理（当一对电子处理）。 如CO2分子 O＝ C＝ O 当单键处理 O－ C－ O
根据以上理论就可给出中心原子的价层电 子对的空间构型以及形成的分子的空间构型。价层电子对和电子Fra bibliotek空间构型的关系
（二）根据中心原子周围电子对数目，给定电子 对的理想构型
注意：当出现奇数电子对时，把单个电子当作
电子对计算。 例如:NO2中N的价电子为5个，当3对处理。
（三）绘出构型图 把配位原子排在中心原子周围，用一个电子
对连接一个配位体，剩下的孤对电子也摆在一定 位置上。
（四）根据电子对间的相互排斥作用大小，确定斥 力最小的稳定构型
应用该模型不需要原子轨道的概念， 只需写出分子或离子的电子式，它的结构 就可容易地判断出来。
2-3 价层电子对互斥模型（VSEPR模型）
一、基本要点 1.在一个ABm共价分子或离子中，中心原子周围
电子对排布的几何形状，主要决定于中心原子 的价层电子对数。这些电子对的位置倾向于分 离得尽可能远些，使电子对间的排斥力最小。
注意：如果排列不止一种结构按下列规则确定：
1、考虑分子中相距角度较小的三种电子对的排斥作用，即 （1）孤电子对－孤电子对(孤-孤)
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)
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
价层电子对的几种计算方法
价层电子对的几种计算方法
价层电子对（VALence electron pair repulsion，VEPR）理论是一
种用于预测分子空间构型的方法。
根据这个理论，电子对之间的排斥会决
定分子中原子的几何构型。
以下是几种计算价层电子对的方法：
1.VSEPR法（又称为规则法）：VSEPR法是最常用的计算价层电子对
方法之一、它基于离子或中性分子中价层电子对的排斥力。
根据VSEPR法，分子中的电子对会通过最小化它们之间的排斥来最大化它们与核的距离。
2. LP-Methane模型：这种模型通常用来解释甲烷（CH4）分子中质
子的取向。
该模型认为质子偏离分子中心与碳原子之间的连线较远的位置
能最小化与其他电子对的排斥。
3. Hybrid Orbital Model：杂化轨道模型是一种较复杂的方法，用
于计算价层电子对的几何构型。
它基于合成轨道理论，假设原子的轨道混
合产生了新的杂化轨道，这些轨道形成了分子中价层电子对的几何形状。
4.MOLEDO：这是一种计算化学软件包，可以用来计算中性分子中价层
电子对的几何构型。
MOLEDO采用了最小化分子总能量的方法来计算价层
电子对的空间排布。
它还可以预测分子中键角和键长等物理性质。
5.GEPOL：GEPOL是一种通用的计算分子中价层电子对排布的方法。
它使用基于电荷密度的晶体电子坐标法来计算电子对的排布，并可以用来
分析分子的电子密度分布。
总之，计算价层电子对的方法有很多种。
这些方法可以帮助预测分子
的几何构型和性质，并在化学研究和科学应用中发挥重要作用。
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)
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
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
【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)
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
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 ）
价层电子对理论
各提供一个电子，电 子数为6，电子对数为 3，电子对理想构型为 平面三角形，分子构 型为正三角形。
F
B
F
F
4、PO43-离子 中心原子磷有五个
价电子，氧原子作为 配位原子时不提供电 子， 加上所带负电荷 数3，电子数为8，电 子对数为4，电子对理 想构型为四面体，离 子构型为四面体。
bf原子价层有三对电子这三个成键电子对只有按平面三角形排布斥力才最小形成的分子才最稳定因此bf分子的空间构型为平面三角形键角120o原子价层有四对电子这四个成键电子对只有按四面体排布斥力才最小因此ch分子的空间构型为正四面体键角1095o2
价层电子对理论
2021/7/2
能、回答是肯定的。
在上世纪40年代，希吉维克(Sidgwick) 和坡维尔(Powell)在总结实验事实的基础上 提出了一种简单的理论模型，用以预测简 单的多原子分子或离子的立体结构。这种 理论模型后经吉列斯比(R．J．Gillespie)和尼 霍尔姆(Nyholm) 加以发展，定名为价层电 子对互斥模型，简称VSEPR(Valence Shell Electron Pair Repulsion)模型。
再如：BF3分子中，B原子价层有三对电子，这三 个成键电子对只有按平面三角形排布斥力才最
小，形成的分子才最稳定，因此B 间构型为平面三角形，键角120º。
F
3分子
的空
而CH4分子中，C原子价层有四对电子，这四个成 键电子对只有按四面体排布斥力才最小，因此 CH4分子的空间构型为正四面体，键角109.5º。
··
问题一:分子的几何构型与电子对构型的关系
若配体数和电子对数相一致，各电子对均为成键 电对，则分子构型和电子对构型一致。当配体数少于 电子对数时，一部分电子对成为成键电对，另一部分 电子成为孤对电子，确定出孤对电子的位置，分子构 型才能确定。
价层电子对的几种计算方法
价层电子对的几种计算方法
1. VSEPR理论：VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）理论是一种简单但普遍适用的计算价层电子对的方法。
该理论认为，分子
的空间结构取决于中心原子周围的价层电子对的排列方式。
根据VSEPR理论，可以通过分子的电子对数和原子间的排斥力来预测分子的几何构型。
2.分子轨道理论：分子轨道理论是通过计算原子轨道的线性组合得到
分子轨道，进而计算价层电子对的位置和分子结构。
分子轨道理论通过计
算分子的电子占据情况来预测分子的性质和行为，如化学键的形成、分子
的偶极矩等。
3.简单分子的简化方法：对于一些简单的分子，可以使用一些简化的
方法来计算价层电子对。
例如，在一些情况下，可以直接根据化学键的数
量和分子中的孤对电子数来确定价层电子对的数量和位置。
4.复杂分子的计算方法：对于较为复杂的分子，可以使用量子力学计
算方法来精确计算价层电子对位置和分子结构。
例如，可以使用密度泛函
理论（DFT）或量子力学分子力场（QM/MM）等方法来计算分子的能量、振
动频率以及电子密度等物理化学属性。
综上所述，不同的分子和计算的目的需要不同的方法来计算价层电子对。
简单的分子可以使用VSEPR理论或简化方法，而复杂的分子则需要借
助分子轨道理论或数值计算方法来精确计算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
孤电子对数。 电子对位置怎样排列，倾向于分离得尽可能远些，即电
子对所占据轨道间的夹角尽可能越大越好,使电子对间 的排斥力最小，这样的结构才稳定。
例这如两：个Be成C键l2分电子子中对，只B有e原排子在中价心层B共e有原两子对两电侧子斥， 力才最小，形成的分子才最稳定，因此BeCl2分 子的空间构型为直线形，键角180º。
例如：NH3分子中，中心N原子价层电子对数 为4，电子对排布为四面体，而NH3分子的空 间构型为三角锥型，有一个孤电子对未成键， 而且孤电子对与成键电子对的排斥作用大于成 键电子对的排斥作用，因此，NH3分子的键角 被压缩，只有107.3º。
再如：H2O分子中，中心O原子价层电子对数 为4，电子对排布为四面体，而H2O分子的空 间构型为V型，有两个孤电子对未成键，因此， H2O分子的键角被两个孤电子对压缩，压缩得 更厉害，比氨的键角还要小，只有104.5º。
2.价层电子对间排斥力的大小，取决于电子对间 的相距角度和电子对的成键情况。
其一 电子对间的相距角度越大，排斥力越小。
其二 电子对的成键情况，是孤电子对还是成键电 子对？ 是单键还是多重键？
它们的斥力大小顺序为：
①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
原因：成键电子对因受两核吸引，电子云紧密，对其相 邻电子对的斥力弱于仅受一个核吸引的孤电子对对其 相邻电子对的斥力。
注意：如果排列不止一种结构按下列规则确定：
1、考虑分子中相距角度较小的三种电子对的排斥作用，即 （1）孤电子对－孤电子对(孤-孤)
（2）孤电子对－成键电子对(孤-成) （3）成键电子对－成键电子对(成-成)
2、选定“孤－孤”或“孤－”或“成－成”斥力作用最少 的构型为最稳定构型。
三、应用
1、BeCl2分子 中心原子铍有两个价电子，每
问题一:分子的几何构型与电子对构型的关系
若配体数和电子对数相一致，各电子对均为成键 电对，则分子构型和电子对构型一致。当配体数少于 电子对数时，一部分电子对成为成键电对，另一部分 电子成为孤对电子，确定出孤对电子的位置，分子构 型才能确定。
问题二：配体数可不可能大于电子对数呢？
回答是否定的，配体数不可能大于电子对数。否则 就有配体未成键，这样的分子不可能存在。
Cl o 111.4
124.3o CO
H Cl
3.如果分子或离子中有双键、三键等多重键时， 将多重键当单键处理（当一对电子处理）。 如CO2分子 O＝ C＝ O 当单键处理 O－ C－ O
根据以上理论就可给出中心原子的价层电 子对的空间构型以及形成的分子的空间构型。
价层电子对和电子对空间构型的关系
化学键理论的主要目标不仅要解释分子
的结构，更重要的是希望能预见分子的结 构，进而了解分子的极性、分子的磁性、 分子间作用力的类型及大小、分子在晶体 中的排列方式等等。
能否在只知道分子或离子的组成以及中 心原子的价层电子数的基础上就能预见分 子或离子的结构呢？
能、回答是肯定的。
在上世纪40年代，希吉维克(Sidgwick) 和坡维尔(Powell)在总结实验事实的基础上 提出了一种简单的理论模型，用以预测简 单的多原子分子或离子的立体结构。这种 理论模型后经吉列斯比(R．J．Gillespie)和尼 霍尔姆(Nyholm) 加以发展，定名为价层电 子对互斥模型，简称VSEPR(Valence Shell Electron Pair Repulsion)模型。
2对电子 3对电子 4对电子 5对电子 6对电子
180 o
· ·
A
··
· ·
120o
A
· ·· · ·
· ··
109.5o
A
·
··
··
90o
· ·
A
·· ··
··
·
120o
· ·
· ·
·
· ·
90o
A···来自· ·直线形 180 o 三角形 120 o
四面体
o 109.5
三角双锥
o 90 ,
120o
八面体90o，180o
个氯原子各提供一个电子，电子数 为4，电子对数为2，电子对理想构 型为直线型，分子构型为直线型。
Cl—Be—Cl
2、CO2分子 中心原子碳有四个价电子，氧
二、判断分子结构的规则
（一）确定中心原子价层电子对数(成键和未成键)
把中心原子原有的价电子数加上其它原子提供给
中心原子共用的电子数，再除以2。
1、氢与卤素每个原子提供1个电子。 2、氧族元素作为配体时不提供电子，当作中
心原子时，提供出所有6个价电子。 3、若为离子，则应加上或减去与电荷相应的
电子数。
②三键 ﹥ 双键 ﹥ 单键
原因：多重键比单键包含的电子数目多，斥力大小不同。 因此对于含多重键的分子或离子来说，虽然其∏键电子 不能改变分子的基本形状，但对键角有影响。
一般是单键的键角较小，含多重键的键角较大。
例如：COCl2和HCHO分子中，它们含双键的键角分别大于
单键间的夹角。
H 121 o 118 o C O
再如：BF3分子中，B原子价层有三对电子，这三 个成键电子对只有按平面三角形排布斥力才最
小，形成的分子才最稳定，因此B 间构型为平面三角形，键角120º。
F
3分子
的空
而CH4分子中，C原子价层有四对电子，这四个成 键电子对只有按四面体排布斥力才最小，因此 CH4分子的空间构型为正四面体，键角109.5º。
应用该模型不需要原子轨道的概念， 只需写出分子或离子的电子式，它的结构 就可容易地判断出来。
2-3 价层电子对互斥模型（VSEPR模型）
一、基本要点 1.在一个ABm共价分子或离子中，中心原子周围
电子对排布的几何形状，主要决定于中心原子 的价层电子对数。这些电子对的位置倾向于分 离得尽可能远些，使电子对间的排斥力最小。
（二）根据中心原子周围电子对数目，给定电子 对的理想构型
注意：当出现奇数电子对时，把单个电子当作
电子对计算。 例如:NO2中N的价电子为5个，当3对处理。
（三）绘出构型图 把配位原子排在中心原子周围，用一个电子
对连接一个配位体，剩下的孤对电子也摆在一定 位置上。
（四）根据电子对间的相互排斥作用大小，确定斥 力最小的稳定构型