价层电子对互斥理论VSEPR
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。
733价层电子对互斥理论VSEPR
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。
价层电子对互斥模型(VSEPR)
价层电子对互斥模型(VSEPR)VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion Model，键轨电子对互斥模型）是一种用于确定分子空间结构的理论模型，可以用来解释分子形状的变化上。
这个理论建立在假设上：由于电子互斥，任何共价键同类原子的极性的键轨上的电子对表现出一种“疏密”状态，使得它们尽可能远地排列在一起以最小化吸引力；而相邻的电子对宁愿排列在不同的基础上，并且它们尽可能多地屏蔽它们相互间的电荷吸引力。
VSEPR模型中，最外层的电子对（valence shell electron pair，即VSEPR）会有所不同，因此分子的形状也会有所不同。
VSEPR模型假定分子围绕中心原子分布，以便形成拗拗结构，从而得出分子的形状。
这种拗拗结构就像一只秤砣，它可以安置一定的负荷，使之得以保持一种拗拗状态，而不会被电荷的影响。
VSEPR模型根据不同的电子对排布数字，以及包含的官能团的形成分子形状的不同，分为四个基本的形状，它们是：平面形，三角锥形，正四面体形和正方体形。
VSEPR模型不仅可以用来确定分子的形状，还可以用来计算分子基态（Ground Electronic State）能量最低的构型。
VSEPR模型广泛应用于许多分析领域，如有机化学、分子物理学和生物化学等。
VSEPR模型还可以帮助计算化学反应的反应能等，这些变量是判断一个反应能否成功的重要依据。
VSEPR模型是一种理论模型，它简化了分子结构的研究，以简化许多大分子结构计算，包括和非值键以及多原子束结合键的结构。
VSEPR模型可以帮助科学家准确地计算出大型分子结构的起因以及判断反应成功率，是一个很重要的分析工具。
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 ，
价层电子互斥理论(VSEPR)
价层电子互斥理论价键理论和杂化轨道理论比较成功地说明了共价键的方向性和解释了一些分子的空间构型。
然而却不能预测某分子采取何种类型杂化，分子具体呈现什么形状。
例如，H2O、CO2都是AB2型分子，H2O分子的键角为104°45´，而CO2分子是直线型。
又如NH3和BF3同为AB3型，前者为三角锥形，后者为平面三角形。
为了解决这一问题，1940年英国化学家西奇威克（Sidgwick）和鲍威尔(Powell)提出价层电子对互斥理论（Valence-shell electrion-pair repulsion）简称VSEPR理论。
后经吉莱斯(Gillespie)和尼霍姆(Nyholm)于1957年发展为较简单的又能比较准确地判断分子几何构型的近代学说。
【VSEPR理论基本要点】1、分子的立体构型取决于中心原子的价电子对的数目。
价电子对包括价层轨道电子对和孤对电子对。
2、价电子对之间存在斥力，斥力来源于两个方面，一是各电子对间的静电斥力，而是电子对中自旋方向相同的电子间产生的斥力。
为减小价电子对间的排斥力，电子对间应尽量相互远离。
若按能量最低原理排布在球面上，其分布方式为：当电子对数目为2时，呈直线形；价电子对数目为3时，呈平面三角形；价电子对数目为4时，呈正四面体形；价电子对数目为5时，呈三角双锥形；价电子对数目为6时，呈八面体形等等。
如图7-22所示，抹去想象的球面，所得图形就是价电子对的几何构型。
3、键对由于受两个原子核的吸引，电子云比较集中在键轴的位置，而孤对电子不受这种限制。
显得比较肥大。
由于孤对电子肥大，对相邻电子对的排斥作用较大。
不同价电子对间的排斥作用顺序为：孤对－孤对> 孤对－键对> 键对－键对另外，电子对间的斥力还与其夹角有关，斥力大小顺序是90 °> 120°> 180°4、键对只包括形成σ键的电子对，不包括形成π键的电子对，即分子中的多重键皆按单键处理。
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
价电子对互斥理论
生物化学
03
价电子对互斥理论在生物化学中也有应用，如预测生物大分子
的结构和功能，以及药物与生物大分子的相互作用等。
02 价电子对互斥原理
原子轨道与价电子
原子轨道
描述电子在原子核外运动状态的函数，决定了电子的空间分布和 能量。
价电子
原子参与化学反应的电子，通常位于原子的最外层轨道上。
原子轨道与价电子的关系
当价电子对数目为3时，原子 采用sp2杂化方式，形成平面 三角形分子，如BF3、SO3等 。此外，某些具有孤对电子的 分子也会采用sp2杂化方式， 如H2O、NH3等。
当价电子对数目为4时，原子 采用sp3杂化方式，形成四面 体构型的分子，如CH4、SiH4 等。此外，具有孤对电子的分 子也可能采用sp3杂化方式， 但其几何构型会发生变化，如 NH3为三角锥形，H2O为V形 。
互斥原理与化学键合
互斥原理不仅适用于价电子对之间的排斥，也适用于化学键合过程中 的电子排布和键角预测。
能量最低原则
01
能量最低原则
分子在形成时趋向于达到能量最低的状态，因为这样的状态最稳定。
02
价电子对互斥与能量最低原则的关系
价电子对之间的互斥作用使得分子在形成时趋向于调整几何构型以降低
电子对之间的排斥能，从而达到能量最低的状态。
价电子对数目与键角关系
价电子对数目越多，键角越小。 当价电子对数目相同时，不同杂化类型的分子键角也有所不同。
实例分析
水分子（H2O）
中心原子氧原子有两对价电子对，根据价电子对互斥理论，这两对价电子对应该尽量远离彼此，形成 109.5°的键角。然而，由于氧原子上还有两对孤电子对，这些孤电子对也对键角产生了影响，使得水分子 的键角略小于109.5°，实际测量值为104.5°。
价层电子对互斥模型
价层电子对互斥模型英文:(valence-shell electron-pair repulsion model) (VSEPR)简称: VSEPR概念:VSEPR模型是将共用电子对与孤对电子的概念，与原子轨道的概念相结合，且电子斥力达到最小。
在这个模型中电子对相互排斥，成键电子与孤对电子距离越远越好。
VSEPR模型以最简单的方法形象化了化学变化，也很容易判断物质的空间构型。
简介在1940年，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）在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。
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。
同时，也是一种较简便的判断共价分子几何形状的方法，该理论紧紧抓住中心原子价层电子对数目这一关键因素，运用分子的几何构型取决于价层电子对数目这一假设，成功的解释并推测了许多简单分子的几何形状．常见分子构型二氧化硫 4sp3杂化正四面体 0 正四面体甲烷 1 三角锥氨 2V字型水 5sp3d 三角双锥 0 三角双锥 PCl5 1 变形四面体(跷跷板型) TeCl4 2T字型 ClF3 3 直线型I3 6sp3d2 正八面体 0 正八面体六氟化硫 1 四方锥 IF5 2 平面四边形 ICl4 3T字型 4 直线型 7sp3d3五角双锥 0 五角双锥 IF7AXE方法价层电子对互斥理论常用AXE方法计算分子构型。
这种方法也叫ABE，其中A代表中心原子，X或B代表配位原子，E代表孤电子对。
第08课 价层电子对互斥模型(VSEPR)(原卷版)-2024-2025学年高二化学同步学与练(人教
第8课 价层电子对互斥模型（VSEPR ）一、价层电子对互斥模型1.应用：预测分子的 结构2.内容：价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互 的结果。
(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 ，从而 分子的空间结构。
(3)电子对之间的夹角越 ，相互之间的斥力越 。
(4)成键电子对之间斥力由 到 的顺序：三键-三键 三键-双键 双键-双键 双键-单键 单键 -单键。
(5)含孤电子对的斥力由 到 的顺序：孤电子对-孤电子对 孤电子对-单键 单键-单键。
二、中心原子上的价层电子对数的计算方法1.方法I ：中心原子上的价层电子对数=σ键 +中心原子上的 (1)σ键电子对数的确定：由 确定(2)中心原子上的孤电子对数的确定：中心原子上的孤电子对数= 公式中各字母的含义：【特别说明】VSEPR 的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。
多重键只计其中的σ键电子对，不计 。
2.方法II ：说明：（1）中心原子配位的原子总数是指与中心原子直接结合的 ，氧族元素原子作配位原子时， 计算配位原子个数。
（2）粒子的电荷数是离子所带电荷数，阳离子用“ ”，阴离子用“ ”。
（3）计算结果为中心原子的 ，根据中心原子的价层电子对数可以确定 。
（4）孤电子对数=价层电子对数-中心原子配位的原子 。
三、根据价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构1.判断方法 （1）方法I根据上述方法I 计算出 对数和中心原子上的 对数，在确定了 对数和中心原子上的 对数后，可以依据下面的方法确定相应的较稳定的分子或离子的空间结构：对数+ 对数= 对数−−−−−−→−价层电子对相互排斥 模型−−−−→−略去孤电子对分子的 结构 以CO 2、NH 4+、NF 3为例：①CO 2：中心C 原子的价电子为4，配位原子为氧原子，配位原子数为2，即有2对σ键电子对数，中心C 原子上的孤电子对数=[4-2x(8-6)]/2=0，即中心C 原子无孤电子对，VSEPR 模型就是分子的实际构型，价层电子对数为2的VSEPR 模型为 形，则CO 2的实际构型为 形。
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
价层电子对互斥理论
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
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 ）
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(AXnEm为分子，如配体X中只含有1个配位原子，BP=n
AXnEm为阴离子（或阳离子），中心原子的价电子数 还应该加上（或减去）与离子电荷相应的电子数
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第七章 物质结构基础
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2. 推测AXmEn分子空间构型的步骤
(2)确定中心原子VP的空间排布
VP 排布方式 2 直线形 3 4 5 6 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形
分子有两对键电子对 -直线型 价层电子对数>2时，各价层电子对在球面上处 在相距最远的位置，才能使价层电子对之间 的排斥力达到尽可能的最小值。
3
价层电子对互斥理论（VSEPR）:的基本要点 AXnEm的几何构型主要由A原子价层电子对的 相互排斥作用决定，采取电子对相互排斥力 最小的几何分布。
4
2. 影响AXnEm分子结构的因素 （1） 键电子对数（BP） （2）孤电子对数（LP） 孤电子对的存在，在中心原子A周围占据较 大的空间，对邻近电子对的排斥作用大，键 角变小。
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第七章 物质结构基础
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价层电 子对数 2 3 4
电子对的 空间构型 直线形 平面三角形 正四面体
5
6
三角双锥
正八面体
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(3)根据中心原子A的VP与LP 推断分子空间构型H2 BF3 CH4 PCl5 SF6 LP (22)/2=0 (33)/2=0 (44)/2=0 (55)/2=0 (66)/2=0 VP=BP=m 2 3 4 5 6 VP排布 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形 分子构型 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形
7.4 多原子分子的空间构型
7.4.1 价层电子对互斥理论
1.VSEPR理论基本要点 对AXmEn型分子或离子 分子或离子的空间构型中心原子周围的价层电子对数 (包括成键电子对和未成键 的孤电子对)； 中心原子价电子层(简称价层)中的电子对倾向于尽可 能地远离，以使彼此间相互排斥作用最小； VSEPR理论把分子中中心原子的价电子层视为一个球 面。因而价电子层中的电子对(包括成键电子对和孤 电子对)(称价电子对VP)按能量最低原理排布在球 面，从 而决定分子的空间构型。
（4）重键
重键电子云在中心原子周围占据的空间比单键电子云大， 斥力的大小顺序为 叄键>双键>单键
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复习
BF3分子具有平面三角形的构型，而NF3分子具有三角锥 形的构型，试用杂化轨道理论加以解释
BF3分子中B采取sp2等性杂化，而NF3分子采取不等性 sp3杂化。
NO3-离子的空间构型是 平面三角形
2019/1/9 第七章 物质结构基础 1
1. 价层电子对互斥理论:
价层内孤电子对 孤电子对数 配位原子数
AXnEm
中心原子 配位原子
AX
m
中心原子A的价层电子对数 （VP）= A原子价层内的成键(σ键)电子对数+ 孤对电子对数
2
分子内价层电子对之间存在着互相排斥的作 用，分子的集合构型与价层电子对互斥作用 有关：
H H H H
H
O
= 107<109.5
= 104.5<109.5
<120
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第七章 物质结构基础
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C. 孤对电子的影响
孤对电子(LP)的位置也将影响分子的空间构型。 若LP =1，其位置对VP为平面三角形、四面体形和八面体形的 排布无影响(为什么？)。但对三 角双锥有影响，因为LP位于三角 双锥的腰或顶点不一样。此时根 据能量最低原理， LP应位于能量 最低、斥力最小的位置。 如SF4 ：LP =(64)/2=1 VP =4+1=5 即AX4E1型 VP排布为三角双锥，LP的排布有(a)(b)两种形式， ，斥力， SF4中最小的键角为90，比较该角度斥力大小： 斥力： LP~LP > LP~BP > BP~BP 90键角：(a) 0 3 所以(b)比(a)稳定，SF4 (b) 0 2 的结构应为(b)，是变 形四面体。
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中心原子价电子对排布方式
VP 排布方式 2 直线形 3 4 5 6
平面三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形
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在考虑价电子对(VP)排布时，还应考虑成键电子对(BP) 与孤电子对(LP)的区别。BP受两个原子核吸引，电子云比 较紧缩；而LP只受中心原子的吸引，电子云比较“肥 大”，对邻近的电子对的斥力就较大。所以不同的电子对 之间的斥力(在夹角相同情况，一般为90)大小顺序为 LP~LP＞ LP~BP＞ BP~BP 为使分子处于最稳定的状态，分子构型总是保持价电子对 间的斥力为最小。 此外，分子若含有双键、三键，由于重键电子较多， 斥力也较大，对分子构型(主要是键角)也有影响，一般其 影响可视同孤电子对的影响。
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B. 若A的LP 0，则其VP的空间排布与分子空间构型不同 如 NH3 H2O NO2 LP (513)/2=1 (612)/2=2 (522)/2=0.5=1 VP = m + n 3+1=4 2+2=4 2+1=3 VP排布 正四面体形 正四面体形 平面三角形 分子构型 三角锥形 V形 (角形) V形(角形) O N O N
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2. 推测AXmEn分子空间构型的步骤
(1)确定中心原子的VP
VP = BP + LP = m + n LP
中心原子A的价电子总数 负 离子电荷数 m个基态配位原子的未成 对电子数 正 = 2
如SO42：LP = (6+224)/2 = 0 NH4+： LP = (5 1 1 4)/2 = 0 NO2： LP = (5 22)/2 = 0.5 = 1 (LP 不为整数时修约成整数)
5
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。 价层电子对间排斥力大小: 孤对—孤对 > 孤对—成键 > 成键—成键
价层电子对间尽可能远离,以使斥力最小。
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（3）电负性
中心原子A相同——由于键电子对之间的斥力随着配
位原子电负性的增加而减小，键角也减小。 如：NH3和NF3 配体相同——由于键电子对之间的斥力随着中心原子 电负性增加而增加，键角也增大。