價層電子對互斥理論VSEPR-

1、價層電子對互斥理論(VSEPR現(xiàn)代化學(xué)的重要基礎(chǔ)之一是分子(包括帶電荷的離子的立體結(jié)構(gòu)。實驗測出,SO3分子是呈平面結(jié)構(gòu)的,OSO的夾角等于120º,而SO32-離子卻是呈三角錐體,硫是錐頂,三個氧原子是三個錐角,象一架撐開的照相用的三角架。又例如SO2的三個原子不在一條直線上,而CO2卻是直線分子等等。價層電子對互斥理論用以預(yù)測簡單分子或離子的立體結(jié)構(gòu),我們不難學(xué)會用這種理論來預(yù)測和理解分子或離子的立體結(jié)構(gòu),并用來進(jìn)一步確定分子或離子的結(jié)構(gòu)。價層電子對互斥理論認(rèn)為,在一個共價分子中,中心原子周圍電子對排布的幾何構(gòu)型主要決定于中心原子的價電子層中電子對的數(shù)目。所謂價層電子對包括成鍵的

2、電子對和孤電子對。價層電子對各自占據(jù)的位置傾向于彼此分離得盡可能地遠(yuǎn)些,這樣電子對彼此之間的排斥力最小,整個分子最為穩(wěn)定。這樣也就決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。也正因此,我們才可以用價層電子對很方便地判斷分子的空間結(jié)構(gòu)。例如:甲烷分子(CH4,中心原子為碳原子,碳有4個價電子,4個氫原子各有一個電子,這樣在中心原子周圍有8個電子,4個電子對,所以這4個電子對互相排斥,為了使排斥力最小,分子最穩(wěn)定,它們只能按正四面體的方式排布。這樣就決定了CH4的正四面體結(jié)構(gòu)。利用VSEPR推斷分子或離子的空間構(gòu)型的具體步驟如下:確定中心原子A價層電子對數(shù)目。中心原子A的價電子數(shù)與配位體X提供共用的電子數(shù)之和的一半,就

3、是中心原子A價層電子對的數(shù)目。例如BF3分子,B原子有3個價電子,三個F原子各提供一個電子,共6個電子,所以B原子價層電子對數(shù)為3。計算時注意: (氧族元素(A族原子作為配位原子時,可認(rèn)為不提供電子(如氧原子有6個價電子,作為配位原子時,可認(rèn)為它從中心原子接受一對電子達(dá)到8電子結(jié)構(gòu),但作為中心原子時,認(rèn)為它提供所有的6個價電子。(如果討論的是離子,則應(yīng)加上或減去與離子電荷相應(yīng)的電子數(shù)。如PO43-離子中P原子的價層電子數(shù)應(yīng)加上3,而NH4+離子中N原子的價層電子數(shù)則應(yīng)減去1。(如果價層電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)電子,可把這個單電子當(dāng)作電子對看待。如NO2分子中N原子有5個價電子,O原子不提供電子。因此中心原子N價層電子總數(shù)為5,當(dāng)作3對電子看待。確定價層電子對的空間構(gòu)型。由于價層電子對之間的相互排斥作用,它們趨向于盡可能的相互遠(yuǎn)離。于是價層電子對的空間構(gòu)型與價層電子對數(shù)目的關(guān)系如下表所示: 這樣已知價層電子對的數(shù)目,就可及確定它們的空間構(gòu)型。分子空間構(gòu)型的確定。價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分。中心原子周圍配位原子(或原子團(tuán)數(shù),就是健對數(shù),價層電子對的總