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价电子对互斥理论

【价电子对互斥(VSEPR)理论】该理论最初由西奇威克(Sidgwiek)和鲍威尔(Powell)提出,以后吉林斯比(Gil-lespie)和宁荷姆(Nyholm)发展了这一理论。它的概念非常简单,不需要用原子轨道的概念,就能较好地判断许多共价分子的几何构型。价电子对互斥理论认为在一个共价分子中,中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中的电子对数,价电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。分子的几何构型总是采取彼此间排斥力最小的结构,因为这样能量最低。根据价电子对互斥理论,得出理想的几何构型如下:

电子对数​​几何构型
​2​直线型
​3​平面三角形
​4​四面体
​5​三角双锥
​6​八面体
在分子中,孤对电子和成键电子之间静电排斥作用大小的顺序如下:孤对-孤对>孤对-成键对>成键对-成键对 
例如,在CH4 、NH3 、H2O分子中:CH4无孤对电子,而C-H键是相同的,所以CH4分子是正四面体形;NH3分子中N有一对孤对电子,它对N-H键有较大的排斥作用,所以NH3分子中N-H键之间的夹角为107°18′;H2O分子中O有两对孤对电子,它们对O-H键的排斥力更大,所以H2O分子中O-H键间的夹角是104°45′。
由此可见,对简单分子AXn Er(A代表中心原子,X代表以共价键和A结合的配位体、n代表配位体的数目,E代表孤对电子,r代表孤对电子数)的几何构型就能简便地作出判断:
AX4  Er=0一定是正四面体形,
AX3 Er=1一定是三角锥形,
AX2 Er=2 一定是折线型。
此外,根据具有最少数目的、角度最小的孤电子对-孤电子对排斥作用的构型最稳定的原则,还可判断其它分子的几何构型,例如,在XeF4 分子中,有六对价电子,所有价电子呈八面体形,而中心原子Xe与四个氟原子处于同一平面形成平面正方形的构型是最稳定的。

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