第三章-1節(jié)-價層電子對互斥理論課件

第三章無機立體化學無機立體化學的主要任務在于確定無機分子中鍵合原子之間或原子與基團之間的相對位置，即分子的形狀與和所屬對稱點群。本章主要介紹價層電子對互斥理論、Walsh分子軌道方法、價鍵方法等理論對無機分子或離子形狀與點群的研究。1.第一節(jié)價層電子對互斥理論

Valence-ShellElectron-PairRepulsion，VSEPR1940年Sidgwick提出價層電子對互斥理論，用以判斷單個共價分子構型的化學模型對于分子ABn分子A：中心體B：配體n：配位數，指與中心體直接相連的第一球層上的配體個數2.一.理論基本要點1.ABn型分子的幾何構型取決于中心A的價層中電子對數和類型。價層電子對總數＝成鍵電子對數+孤對電子數。2.價層電子對盡量遠離，以減小斥力。電子對間的夾角和成鍵情況決定相互排斥作用的大小。3.分子總是采取電子對排斥力最小的形式，該構型為價層電子對構型中去掉孤對電子占據定點后的幾何構型。3.中心原子A的價層電子對數計算方法：對于ABn分子對氧族原子作中心體時ne=6作配體時ne=0對鹵素原子作中心體時ne=7作配體時ne=1注意：多重鍵與單電子作為一對電子處理。4.價層電子對互斥作用的順序孤電子對-孤電子對>孤電子對-成鍵電子對>成鍵電子對-成鍵電子對雙鍵、叁鍵或單個電子均按單鍵處理，排斥作用大小:叁鍵>雙鍵>單鍵鍵角越小，斥力越大。5.二.預測分子幾何構型的基本步驟以ClF3分子為例。第一步：計算中心體Cl的價層電子對數成鍵電子對數=3；孤對電子對數=5-3=2（對）6.第二步：畫出價層電對的所以幾何構型對于ClF3共有三種。第三步：計算各結構的斥力大小斥力種類a結構b結構c結構孤—孤010孤—成436成—成220結果：a<c<b7.第四步：確定分子的幾何構型分子的幾何構型為價層電子對構型中去掉孤對電子所占頂點后的幾何構型。結論：ClF3分子幾何結構為“T”分子。8.三.價層電子對互斥理論的應用1.預測分子的幾何構型電子對數電子對的排布2直線3等邊三角形4正四面體5三角雙錐6正八面體7五角雙錐；變形八面體；加冠三棱柱9.主族元素分子的一般形狀由價層電子對互斥理論預測。10.2.對分子鍵角變化的解釋分子中存在成鍵電子、孤對電子、雙鍵、叁鍵等不同成鍵狀態(tài)，它們之間的斥力大小具有差異，從而使鍵角偏離正常狀態(tài)。（1）孤對電子的影響CH4>NH3>H2O109.5°>107.3°>104.5°孤對電子數增加，壓迫成鍵電子對之間的距離。11.（2）.電負性和雙鍵的影響配體電負性越大，成鍵電子軌道收縮越多，鍵對電子的平均位置越靠近配體，鍵角將減小。如：OF2（103.2°）<H2O(104.5°);雙鍵與叁鍵包含更多的電子云密度，對單鍵的排除作用更大，因此包含多重鍵時的鍵角比只焓單鍵的鍵角大X2C=O∟XCOX2C=CX2∟XCCF2CO126°F2C=CH2125.3°Cl2CO124.3°F2C=CFCl123°12.3.對分子鍵長變化的解釋價層電子對之間斥力的差異使鍵長發(fā)生改變，影響對稱性（點群）。拉長分子垂直軸向鍵長赤道平面鍵長PCl5（氣）210pm204pmClF3171.6pm162.1pmOh群13.四.對該理論模型的評述1.能夠成功預測主族元素分子的形狀，能夠解釋鍵參數的變化規(guī)律。2.該模型不需要復雜計算，結果是定性的。3.存在許多例外，對高配位數預測例外更多。5.雜化軌道理論