第五章多原子分子的结构和性质
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第五章多原子分子的结构和性质
价层电子对互斥理论的要点
1、分子的立体构型取决于中心原子的价电子对的数 目。价电子对包括成键电子对和孤电子对。
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，二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：当价电子对数目为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。
旋相同的电子互相回避的效应。
当中心原子A的周围存在着 m 个配位体 L 和 n 个孤电子对
E (A Lm En) 时，考虑价电子对间的斥力、多重键中价电子多和 斥力大、孤电子对分布较大以及电负性大小等因素，判断分子
的几何构型。
第五章多原子分子的结构和性质
价层电子对互斥理论
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分子是直线形。 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 electrionpair 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。
第五章多原子分子的结构和性质
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°
推断分子或离子的空间构型的具体步骤：
(1) 确定中心原子的价电子对数(VP)，以 AXm 为例 (A—中心原子；X—配位原子) ：
VP=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数
原则:
±离子电荷数( 负正)]
①A的价电子数=主族族数;
②配体X: H和卤素每个原子各提供一个价
电子, 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。
例:VP(
SO
2 4
)=1 (6+4×0+2)=4 2第五章多原子分子的结构和性质
(2) 确定电子对的空间构型：
VP=2 直线形 : A :
VP=3 VP=4
:
平面三角形
四面体
A
::
:A:
::
: :: :
VP=5 VP=6
三角双锥
:
:A
:
八面体 : : : A : 第五章多原子分子的结构和性质
XeF4
电子对的
VP LP 空间构型
分子的 空间构型
例
5 1 三角双锥 变形四方体 SF4
5 2 三角双锥 T形
ClF3
53
三角双锥 直线形
第五章多原子分子的结构和性质
XeF2
第五章多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
价层 电子对
数目
2
3 4
5
6
电子 对的
排列 方式
直线形
正三 角形
正四 面体
三角 双锥
正八 面体
各种分子的几何构型
分子类 型
孤电 子对
数目
分子构型
AB2
0
直线形
AB3
0
正三角形
AB2
1
角形(V形)
AB4
0
正四面体形
AB3
1
AB2
2
AB5
0
三角锥形 角形
三角双锥
AB4
1
变形四面体
AB3
2
T形
AB2
3
直线形
来自百度文库
AB6
0
正八面体形
AABB54第五章多原子12分子的结构和平四面性方四质锥方形
实例
BeH2、BeCl2、Hg(CH3)2、 Ag(NH3)+2、CO2、CS2 BF3 B(CH3)3、SO3、
CO32 - SnCl2 CH4 CCl4 SiH4 PCl4+ 、NH4+ 、SO42-
NH3、NF3
H2O H2S PF5、PCl5 SbCl5
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。π 键虽然不改变分子的基本构型，但对键角有一定影 响，一般是单键间的键角小，单一双键间及双－双 键间键角较大。 键对电子排斥力的大小次序为：三键-三键>
三键-双键>双键-双键>双键-单键>单键-单键 第五章多原子分子的结构和性质
VP= 2
(6+6)=6 八面体
第五章多原子分子的结构和性质
② LP≠0 ：分子的空间构型不同于电子对的 空间构型
电子对的
VP LP 空间构型
分子的 空间构型
例
3 1 平面三角形 V形
SnCl2
4 1 四面体
三角锥
NH3
2 四面体
V形
H2O
6 1 八面体
四方锥
IF5
2
八面体
平面正方形
第五章多原子分子的结构和性质
SbCl5 NbCl5
SF4 ClF3 XeF2 SF6、MoF6 [AlF6]3IF5 XeF4
价电子对互斥理论判断几何构型的规则为：
⑴当中心原子A的周围存在着 m 个配位体 L 和 n 个孤电子 对E (A Lm En) 时，为使价电子对斥力最小，将m个成键电子 对和n个孤电子对等距离地排布在同一球面上，形成规则的 多面体形式; ⑵ 键对电子排斥力的大小次序为：三键-三键>
第五章 多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
第一节 价电子对互斥理论
该理论认为：原子周围各个电子对(包括成键电子对 bp和孤 电子对lp)之间由于相互排斥作用，在键长一定条件下，互相间
距离愈远愈稳定。据此可以定性地判断分子的几何构型。
价电子对间的斥力来源于：各电子对之间的静电排斥作用、自
(3) 确定中心原子的孤电子对数，推断分子的 空间构型：
① LP=0：分子的空间构型=电子对的空间构型
例如：
1
BeH 2 VP= 2 (2+2)=2
直线形
1
BF 3 VP= 2 (3+3)=3
平面三角形
CH 4
VP=
1 2
(4+4)=4
四面体
PCl 5
1
VP= 2 (5+5)=5
三角双锥
SF 6
1
价层电子对互斥理论的要点
1、分子的立体构型取决于中心原子的价电子对的数 目。价电子对包括成键电子对和孤电子对。
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，二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：当价电子对数目为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。
旋相同的电子互相回避的效应。
当中心原子A的周围存在着 m 个配位体 L 和 n 个孤电子对
E (A Lm En) 时，考虑价电子对间的斥力、多重键中价电子多和 斥力大、孤电子对分布较大以及电负性大小等因素，判断分子
的几何构型。
第五章多原子分子的结构和性质
价层电子对互斥理论
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分子是直线形。 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 electrionpair 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。
第五章多原子分子的结构和性质
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°
推断分子或离子的空间构型的具体步骤：
(1) 确定中心原子的价电子对数(VP)，以 AXm 为例 (A—中心原子；X—配位原子) ：
VP=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数
原则:
±离子电荷数( 负正)]
①A的价电子数=主族族数;
②配体X: H和卤素每个原子各提供一个价
电子, 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。
例:VP(
SO
2 4
)=1 (6+4×0+2)=4 2第五章多原子分子的结构和性质
(2) 确定电子对的空间构型：
VP=2 直线形 : A :
VP=3 VP=4
:
平面三角形
四面体
A
::
:A:
::
: :: :
VP=5 VP=6
三角双锥
:
:A
:
八面体 : : : A : 第五章多原子分子的结构和性质
XeF4
电子对的
VP LP 空间构型
分子的 空间构型
例
5 1 三角双锥 变形四方体 SF4
5 2 三角双锥 T形
ClF3
53
三角双锥 直线形
第五章多原子分子的结构和性质
XeF2
第五章多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
价层 电子对
数目
2
3 4
5
6
电子 对的
排列 方式
直线形
正三 角形
正四 面体
三角 双锥
正八 面体
各种分子的几何构型
分子类 型
孤电 子对
数目
分子构型
AB2
0
直线形
AB3
0
正三角形
AB2
1
角形(V形)
AB4
0
正四面体形
AB3
1
AB2
2
AB5
0
三角锥形 角形
三角双锥
AB4
1
变形四面体
AB3
2
T形
AB2
3
直线形
来自百度文库
AB6
0
正八面体形
AABB54第五章多原子12分子的结构和平四面性方四质锥方形
实例
BeH2、BeCl2、Hg(CH3)2、 Ag(NH3)+2、CO2、CS2 BF3 B(CH3)3、SO3、
CO32 - SnCl2 CH4 CCl4 SiH4 PCl4+ 、NH4+ 、SO42-
NH3、NF3
H2O H2S PF5、PCl5 SbCl5
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。π 键虽然不改变分子的基本构型，但对键角有一定影 响，一般是单键间的键角小，单一双键间及双－双 键间键角较大。 键对电子排斥力的大小次序为：三键-三键>
三键-双键>双键-双键>双键-单键>单键-单键 第五章多原子分子的结构和性质
VP= 2
(6+6)=6 八面体
第五章多原子分子的结构和性质
② LP≠0 ：分子的空间构型不同于电子对的 空间构型
电子对的
VP LP 空间构型
分子的 空间构型
例
3 1 平面三角形 V形
SnCl2
4 1 四面体
三角锥
NH3
2 四面体
V形
H2O
6 1 八面体
四方锥
IF5
2
八面体
平面正方形
第五章多原子分子的结构和性质
SbCl5 NbCl5
SF4 ClF3 XeF2 SF6、MoF6 [AlF6]3IF5 XeF4
价电子对互斥理论判断几何构型的规则为：
⑴当中心原子A的周围存在着 m 个配位体 L 和 n 个孤电子 对E (A Lm En) 时，为使价电子对斥力最小，将m个成键电子 对和n个孤电子对等距离地排布在同一球面上，形成规则的 多面体形式; ⑵ 键对电子排斥力的大小次序为：三键-三键>
第五章 多原子分子的结构和性质
第五章多原子分子的结构和性质
第一节 价电子对互斥理论
该理论认为：原子周围各个电子对(包括成键电子对 bp和孤 电子对lp)之间由于相互排斥作用，在键长一定条件下，互相间
距离愈远愈稳定。据此可以定性地判断分子的几何构型。
价电子对间的斥力来源于：各电子对之间的静电排斥作用、自
(3) 确定中心原子的孤电子对数，推断分子的 空间构型：
① LP=0：分子的空间构型=电子对的空间构型
例如：
1
BeH 2 VP= 2 (2+2)=2
直线形
1
BF 3 VP= 2 (3+3)=3
平面三角形
CH 4
VP=
1 2
(4+4)=4
四面体
PCl 5
1
VP= 2 (5+5)=5
三角双锥
SF 6
1