价层电子对理论.ppt

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。 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。 其中：ABm型分子或离子，A为中心原子，B为配位原子，m为配位原子的个数。 中心原子的价层电子对数，包括成键电子对和未成键的孤电子对数。 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。 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。 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。 （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、应用 1、BeCl2分子 中心原子铍有两个价电子，每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。 2、CO2分子 中心原子碳有四个价电子，氧原子作为配位原子时不提供电子，故电子数为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。 3、BF3 中心原子硼有三个价电子，每个氟原子各提供一个电子，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。 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。 5、XeF2 中心原子氙有八个价电子，每个氟原子各提供一个电子，电子数为10，电子对数为5，电子对理想构型为三角双锥，考虑三对孤电子对处于等边三角形的三个顶角时斥力最小，所以分子构型为直线型。 6、XeF4 中心原子氙有八个价电子，每个氟原子各提供一个电子，电子数为12，电子对数为6，电子对理想构型为八面体，考虑两对孤电子对处于八面体两个顶角时斥力最小，所以分子构型为平面四边形。 7、XeO3 中心原子氙有八个价电子，氧原子作为配位原子时不提供电子， 故电子数为8，电子对数为4，电子对构型为四面体型，分子构型为三角锥形。 8、XeO4 中心原子氙有八个价电子，氧原子作为配位原子时不提供电子， 故电子数为8，电子对数为4，电子对构型为四面体型，分子构型为四面体。 * * * 例如：BeCl2分子中，Be原子价层共有两对电子，这两个成键电子对只有排在中心Be原子两侧斥力才最小，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。 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BF3分子的空间构型为平面三角形，键角120o。 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