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(共23張PPT)
價層電子對互斥模型
和等電子原理
1.了解等電子體的概念及判斷方法，能用等電子原理解釋物質的結構和某些性質，結合實例說明“等電子原理”的應用。
2．了解價層電子對互斥理論，通過對價層電子對互斥模型的探究，建立判斷分子空間結構的思維模型。
為什么分子會呈現不同的空間結構？
CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么類型的雜化軌道？
180°
105°
107°
120°
NH3 空間結構：三角錐形
鍵角：107°18′
氮原子的3個sp3雜化軌道與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N-H σ鍵，其中1個sp3雜化軌道中占有孤電子對。
sp3雜化
2s
2p
未用于形成共價鍵的電子對
孤電子對
H2O 空間結構：V形
鍵角為：104°30′
sp3雜化
2s
2p
109°28′
孤電子對
109°28′
氧原子的2個sp3雜化軌道與2個氫原子的1s原子軌道重疊形成2個O-H σ鍵，其中2個sp3雜化軌道中占有孤電子對。
化學式 電子式 結構式
CO2
H2O
CH2O
NH3
CH4
成鍵電子對
孤電子對
O=C=O
O
H
H
O=C
H
H
由于中心原子的孤電子對占有一定空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結構。
分子的空間結構除了和中心原子與結合原子間的電子對有關，還和中心原子的孤電子對有關。
分子中的價電子對（包括成鍵電子對和孤電子對）由于相互排斥作用，而趨向于盡可能彼此遠離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間結構。
內容:分子的空間結構是中心原子的“價電子對”相互排斥的結果。
能量最低
最穩定
價電子對
互相排斥
盡可能遠離
價層電子對互斥(VSEPR models)模型
價電子對的計算
ABm型分子的價電子對計算方法
對于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子的價電子對數可以通過下式確定：
2
中心原子的價電子數+每個配位原子提供的價電子數×m
n=
對于主族元素，等于原子的最外層電子數，如：C為4個，N為5個；
對于陽離子，等于價電子數-離子電荷數，如：NH4+為5-1=4個；
對于陰離子，等于價電子數+|離子電荷數|，如：PO43-為5+3=8個。
作為配位原子，鹵素原子、氫原子提供1個價電子，氧原子和硫原子按不提供價電子計算；
作為中心原子，鹵素原子按提供7個價電子計算，氧族原子按提供6個價電子計算；
為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數，H為1，
其他原子＝ 8－該原子的價電子數。 如：O為2、N為3（化合價數）
2
中心原子的價電子數+每個配位原子提供的價電子數×m
n=
價電子對的計算
價電子對數
空間結構
2
3
4
直線形
平面三角形
正四面體形
109°28′
價電子對（n）分布的幾何構型
價電子對互斥模型（VSEPR模型）的用途
預測分子或離子的空間構型
中心原子無孤電子對的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空間結構。
若有：先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對，便可得到分子的空間結構
思考：實驗測得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°,為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？
105°
107°
109°28′
預測分子或離子的空間構型
價層中的σ成鍵電子對與孤對電子都要占有雜化軌道,且相互排斥,其中孤對電子對成鍵電子的排斥能力較強,故偏離109.28°,變成為鍵角107.3°。
三角錐形
H2O
O
H
H
：
：
略去孤電子對
角形
H2O鍵角：104.5°
預測分子或離子的空間構型
如果分子中中心原子的雜化軌道上存在孤電子對，由于孤電子對比成鍵電子對更靠近中心原子的原子核，因而價電子對之間的斥力大小順序為：
隨著孤電子對數目的增多，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用增強，使得成鍵電子對與成鍵電子對之間的鍵角也被“壓縮”而減小。
孤電子對與孤電子對之間的斥力
>
孤電子對與成鍵電子對之間的斥力
成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力
>
分子或離子 孤電子對數 價電子對數 VSEPR理想模型 VSEPR理想模型名稱 分子或離子的空間結構 分子或離子的空間結構名稱
CO2 0
SO2 1
CO32- 0
NH4+ 0
2
3
3
4
直線形
平面
三角形
平面
三角形
正四
面體形
直線形
V形
平面
三角形
正四
面體形
二、等電子原理
1.等電子原理的內容
化學通式相同且價電子總數相等的分子或離子具有相同的空間結構和化學鍵類型等結構特征。
C O
N N
原子總數 價電子數 空間 結構 鍵能 kJ/mol 熔點 ℃ 沸點 ℃ 溶解度
25℃
CO 2 10 直線形 1071.1 -205 -191 2.3ml
N2 2 10 直線形 946 -210 -195 1.6ml
1個σ鍵和2個π鍵
可以判斷一些簡單分子或原子團的空間結構。
2.應用舉例
二、等電子原理
例如，SiCl4、SiO44－、SO42－的原子數目和價電子總數都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體立體結構。
制造新材料：
晶體硅、鍺是良好的半導體材料，它們的等電子體磷化鋁（AlP）、砷化鎵（GaAs）也都是良好的半導體材料。
價電子 對數 σ鍵電子 對數 孤電子 對數 電子對的 排列方式 價層電子對互斥模型 分子或離 子的空間結構 實例
2 0 2 直線形 直線形 BeCl2、
CO2
根據分子中成鍵電子對數和孤電子對數，可以確定相應的較穩定的分子空間結構
ABn 型分子的VSEPR模型和立體結構
價電子 對數 σ鍵 電子 對數 孤電子 對數 電子對的 排列方式 價層電 子對互 斥模型 分子或離 子的空間 結構 實例
3 3 0 平面 三角形 平面三 角形 BF3、
BCl3
V形 PbCl2
2 1 ABn 型分子的VSEPR模型和立體結構
價電子 對數 σ鍵 電子 對數 孤電子 對數 電子對的 排列方式 價層電 子對互 斥模型 分子或離 子的空間 結構 實例
4 4 0 四面 體形 正四面 體形 CH4、
CCl4
三角 錐形 NH3
3 1 V形 H2O
2 2 ABn 型分子的VSEPR模型和立體結構
2、常見分子、離子立體構型
1、價層電子對互斥理論
分子(或離子) 構型，主要取決于價電子對數
= σ鍵個數 + 孤對電子對數
價層電子對數
價層電子對數→VSEPR模型→中心原子有無孤對電子→決定分子立體構型
3. 等電子體
原子總數、價電子總數相同的分子。
具有相似的化學鍵特征，許多性質相近。
1、多原子分子的立體結構有多種，三原子分子的立體結構有 形和 　　 形，大多數四原子分子采取 　　 　　 形和 　 形兩種立體結構，五原子分子的立體結構中最常見的是 　 形。
2 、下列分子或離子中，不含有孤對電子的是 。 　　
A、H2O、 B、H3O+、 C、NH3、 D、NH4+
3 、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其鍵角由小到大的順序為 。 　　
直線
V
平面三角
三角錐
③ ② ① ④
D
正四面體
4．根據等電子原理，下列分子或離子與其他選項不屬于同一類的
是(　　)
A．PF4+　　　　　　　　B．SiO42-
C．SO42- D．SiH4
D

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