分子的立体构型(VSEPR)资料
常见分子、离子的立体构型
直 线 型：CO 2、C 2H 2、HCN 、BeCl 2、HgCl 2等平面三角形：包括v 型（BF 3、BCl 3、SO 3、CH 2O 、CO 32-等）、平面三角形（SO 2等）；常 见 分 子 离 子 的 立 体 构 型编 号分子或离子电 子 式中心原子 axb中心原子上的孤 电 子 对 数 δ键电子对数价层电子对数VSEPR模 型VSEPR 模 型 名 称分子或离子 立 体 构 型分子或离子立体 构 型 名 称杂 化 轨 道 数 杂化轨道类 型实例1CO 2C 4 2 2 0 2 2直线型直线型0+2Sp2SO 3S 6 3 2 0 3 3平面三角形平面三角形 0+3 Sp23CH 2OC 4 3 4/333平面三角形平面三角形0+3Sp24CO 32-C 4+2=6 3 2 0 3 3平面三角形平面三角形 0+3 Sp25SO 2S 6 2 2 1 2 3平面三角形V 型1+2Sp26H 2OO 6 1 2 2 2 4四面体V 型2+2Sp37NH 3N 5 3 1 1 3 4四面体三角锥形1+3Sp38H 3O +O 6-1=5 3 1 1 3 4四面体三角锥形1+3Sp39CH 4C 4 4 1 0 4 4正四面体正四面体0+4Sp3OO Sp 杂化：得到的为直线型；Sp2杂化：得到的为平面三角形；10NH4+N5-1=441044正四面体正四面体0+4Sp3价层电子对=中心原子的孤电子对+δ键电子对数1、中心原子的孤电子对=1/2（a-xb）a：为中心原子的价电子数（原子：价电子数=原子最外层电子书；阳离子：中心原子的价电子数-离子的电荷数；阴离子：中心原子的价电子数+离子的电荷数）。
化学 分子的立体结构
杂化轨道与形成它的原子轨道形状不同，但成键能力强。
杂化轨道与形成它的原子轨道的总数一样。
由1个s轨道和3个p轨道杂化成的轨道称为sp3杂化轨道。 共4个轨道。 由1个s轨道和2个p轨道杂化成的轨道称为sp2杂化轨道。 共3个轨道。 由1个s轨道和1个p轨道杂化成的轨道称为sp杂化轨道。 共2 个轨道。
杂化类型与价层电子对数相关。
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化 电子对 电子对 电子对 模型名称 名称 轨道类型
BO2-
2
0
NO2- 2
1
ClO2- 2
2
NO3- 3
0
SO32-
3
1
NH4+ 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化
3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝Cu(NH3)42+＋2OH-＋4H2O
析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+
Cu(NH3)42+的构造如下：
↓NH3
2+
H3N→C↑u←NH3
NH3
实验2-3
向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾〔KSCN〕 溶液，观察并记录现象。
σ键电子对＝中心原子所连原子数
孤电子对＝
1 2
(a－xb)
a为中心原子的价电子数；
x为中心原子结合的原子数；
分子的立体结构知识点及例题解析
高二化学分子的立体结构知识点及例题解析（一）价电子互斥理论：分子的立体结构决定了分子许多重要的性质，例如分子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大小、分子在晶体里的排列方式等等。
分子的立体结构通常是指其σ键的分子骨架在空间的排布。
1、价层电子对互斥模型（VSEPR 模型）：是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型，总的原则是中心原子价电子层电子对（包括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型。
2、VSEPR 模型的内容：VSEPR 模型把分子分为两类：（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键，即中心原子无孤对电子的，根据键的条数或者说AB n 型分子中n 的个数，判断分子构型。
如CO 2、CH 2O 、CH 4等分子中的C 原子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下： （2子的分子构型，然后去掉孤对电子后看分子新构型。
如H 2O 和NH 3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。
因而H 2O 分子呈V 型，NH 3分子呈三角锥型。
【拓展】AB m 型分子或离子中的价电子对数（孤对电子+形成共价键的电子对）的计算方法：（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子按提供的价电子数计算，如：PCl 5 中52515=⨯+=n （2）O 、S 作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6； （3）离子的价电子对数计算 如：NH 4+ ： 421415=-⨯+=n ； SO 42－ ：42206=++=n3、VSEPR 模型的应用：【验证】应用VSEPR 理论判断下表中分子或离子的构型。
（C 原子孤对电子数一般为0）【总结】（1）VSEPR 模型预测分子立体结构方法：首先确定中心原子的价层电子对数，然后确定中心原子有无孤对电子数，再结合实际例子分析。
空间构型和vsepr表格
空间构型和vsepr表格
空间构型和VSEPR表格是化学中常见的概念。
空间构型指的是一个分子中原子排列的三维空间结构。
它能够影响到分子的性质，例如极性和反应性。
一个分子的空间构型可以使用VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）理论来预测，该理论基于原子间电子对的排斥作用。
以下是VSEPR表格：
电子对几何形状 | 分子几何形状 | 分子形状示意图
:---:|:---:|:---:
线性 | 线形 | A-B
三角形平面 | 三角形平面 | A
四面体 | 四面体 | A
三角形平面 | T形 | A-B<sub>3</sub>
三角形平面 | V形 | A-B<sub>2</sub>
八面体 | 平面正方形 | A<sub>2</sub>B<sub>6</sub> 在这个表格中，第一列列出了不同数量的电子对可能形成的几何形状；第二列列出了对应每种几何构型的分子几何形状；第三列显示了每种构型的分子示意图。
以上就是空间构型和VSEPR表格的介绍。
VSEPR模型判别分子构型
2、VSEPR模型要点
VSEPR模型认为பைடு நூலகம்分子的几何构型总是采取电子对排斥作用最小的那种结构。因为这样可使体系的能量最低，中心原子价层的电子对总是按照最合适的空间方式进行分布。见下表。
SO32-
SO42-
NO2+
m
1
0
1
0
0
注：有时计算出来的m值不是整数，如NO2，m=，这时应当作m=1来对待，因为单电子也要占据一个孤对电子轨道。
通式AXnLm里的(n+m)的数目称为价层电子对数，令n+m=z，则可将通式改写成另一种通式AYz。因此，z的数目决定了一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布，由此可以画出VSEPR理想模型。
VSEPR模型判别分子构型
2009-4-6 14:38:13 作者- hongzhi 来源-录入 阅读634次 【字体：小大】返回前页
1940年，西奇威克(Sidgwick)等在总结实验事实的基础上提出了一种简单的模型，用于预测简单分子或离子的立体结构。六十年代初，吉列斯比和尼霍尔姆(Nyholm)等发展了这一模型。因该模型思想方法质朴浅显，在预见分子结构方面简单易行，而成为大学基础化学的基本教学内容，并于新一轮课程改革中引入高中化学教学。这就是价层电子对互斥模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion)，常以其英文的缩写形式VSEPR来表示。
如果中心原子的价层存在孤电子对时，则应先考虑不同电子对之间的斥力后，再确定分子的构型。不同电子对间斥力的大小的顺序是：孤电子对-孤电子对>孤电子对-键电子对>键电子对-键电子对。
VSEPR模型判别分子构型
VSEPR模型判别分子构型VSEPR模型（類向導電子域排斥模型）是一种用統計物理學和原子結構理論來解釋分子的電子結構的理論，它於1960年由魯納斯·米歇爾斯和泰特羅德·德勒爾一起提出，可以用來判斷分子與見面和看不到的原子之間緊密結合的極性，以及分子架構和極性之間的關係。
VSEPR模型假定有六種孤電子域，即取代原子價電子域，空間性屬性和結構的分析圍繞這些域的兩個或更多的孤電子密度中心。
這種取代原子價電子域包括分子軸中的splitting patterns，其中分子軸體積增加，分子受體效應增加和電子重新分配，這會影響分子極性。
VSEPR模型可以用來預測影響分子架構的極性因素。
根據它，原子通過方向交互影響這些孤電子集中在三角形或其他型狀中，以減少孤電子間能量的相互作用。
通過對空間性屬性進行描述，VSEPR模型分類分子形狀和極性。
VSEPR模型可以用來幫助理解分子的極性和穩定的整體架構。
該模型可以用於解釋原子間的鍵的種類和強度。
例如，水分子由中心空氣和兩個水素分子構成，並且水平作用於O原子左右兩側的電子密度，產生非常規形態的四面體。
此外，VSEPR模型可以用來探索分子極性，例如氟分子由中心碳和四個氟原子構成，並且可以假定它們之間存在開放式的雙面體形狀，碳原子中心在氟原子之間為中性，而對極性效應的異質孤電子場，導致该分子具有極性。
VSEPR模型能夠用來確定分子與晶體極性的影響，因為它們的極性可以用裝置的複雜性來預測，从而限制了分子對它們的環境的反應。
VSEPR理論與傳統分子獲得力學（MMFF）結合在一起，為分子力學提供了更多信息，可以用來猜測分子形態和其極性，使其適應不同的環境條件，例如自由基化學反應。
VSEPR模型的發展已經使人們對分子的微觀結構和極性有了更加完整的了解，並提供了一種基於排斥原理的架構來分析分子架構和極性。
這將有助於解釋分子的穩定性，以及分子的反應情況。
价电子对互斥理论（VSEPR）与分子几何构型
价电子对互斥理论(VSEPR )与分子几何构型（原载《结构化学问题选讲》，杨宗璐等编，科学出版社2000年）多原子分子的结构比双原子分子要复杂得多，因此一般需要用一组键长和键角的数据来表征其几何构型.原则上可以通过越来越多的计算方案来求解波动方程，得到所需的结合能、平衡几何构型和电荷密度.另一方面，针对大量的复杂分子，人们总是力图采用简化的模型和图象来推理和总结多原子分子中电子行为的规律.价电子对互斥理论（VSEPR ）正是这样一种简明、直观、可广泛预测许多简单多原子分子结构的一种方法.价电子对互斥理论（VSEPR ）实际上是建立在定域模型基础上的静电理论.按照定域键模型，分子中的电子可划分为：内层电子、孤对电子及成键电子（价电子）等独立组份.分子的能量则与这些独立组份能量及它们的相互作用有关.通过核间距的调整使键长和键角的相互适应，产生了能量最低的几何结构.此外，价电子的分布又受到Pauli 不相容原理和静电库仑作用的支配，除了要求分子中的电子尽量配对外，为使体系电子云分布具有能量最低值，还要求已配对的电子之间彼此尽可能远离，以降低库仑排斥作用.以ALmEn 代表多原子分子，其中A 为中心原子，L 为配位原子，E 则为A 原子价层上的孤对电子对，m 为价层总电子对数P，则可借上述价电子互斥理论提出判断分子几何构型的以下规则：n +1.一定数目的价电子对必定与一定的几何构型相联系.假定价电子对的中心与原子A的距离都是R，为使彼此间斥力最小，价电子对等距离地排布在以R为半径的球面上，形成规则的多面体.根据立体几何的知识，当P为2时，呈直线形（键角为180o）；P为3 时呈平面三角形（键角为120o）；P为4时呈四面体形（键角为10928′o ）；P为5时呈三角双锥形；P为6时呈八面体形；P为7 时则呈五角双锥形等.2. 价电子对互斥理论将分子的共价双键或三重键均视为一个电子对来计算.由于多重键中的电子对数多，占据的空间比一个单键电子对大，它对其它单键电子对的排斥作用较强，使分子中含多重键的键角变大，不同键电子对之间排斥作用的大小顺序为三键排斥＞双键排斥＞单键排斥显然，多重键的存在会影响分子的几何构型.例如 X 2C=0 型分子属于三角形构型，各键角标准值应为120o，不含双键的键角受到前者的影响应小于120o .具体实例见表1.表1 键角的比较X2C=0 ∠XCO ∠XCXF2C=0 123.20112.50Cl2C=0 124.30111.30H2C=0 1210118.00(NH2)2 C =0 1210118.00X2C=CX2∠XCX ∠XCCH2C=CH2116.60121.70(CH3)2C=CH2109012503.用于推测分子结构时，不能忽略孤对电子和成键电子的区别.因为孤对电子对比键电子对更集中于原子核附近，因而增加了排斥能.此外，成键电子对于两个原子核的吸引，电子云显得不如孤对电子的“肥大”，对邻近电子对的斥力也小.孤对电子与键对电子间的排斥强度符合以下排序：孤对/孤对＞孤对/键对＞键对/键对.一般情况下，由于孤对与键对的不同取向可形成一组异构构型，以上的排斥作用顺序可以帮助辨认能量最低的稳定构型.当某个构型中孤对与孤对的交角小于或等于90o，则必定是不稳定构型.例如，ICl4-的6对价电子对指向正八面体6个顶点，由于只有二对孤对电子，故可形成两种不同的异构构型（见图1）.在平面正方形的构型中，两对孤对电子相距最远，应为稳定构型.又如，在SF4，ClF3和IF2-的价电子层中，价电子对数P均为5,但孤对电子对数分别为1、2、3.根据价电子对互斥理论，孤对电子对应选择赤道方向的位置，这样可使与孤对电子对互成90o相互作用的键对数目最少.从图2可知，在它们各自的最稳定构型中，孤对电子对均处于三角平面内.4. 配位原子的电负性增大或中心原子电负性减小，也会使键角偏离标准值.端原子电负性增加时，共享电子对将偏向配位体，从而减少成键电子对之间的斥力，键角的度数随之减小.例如OF2的键角(103.2o)比OH2的键角(104.5o)要小.NF3的键角(102o)比NH3的键角(107.3o)也要小.此外，中心原子的半径增大使与端原子之间的键长增加，减小键电子对之间的排斥力，使键角缩小.实例参见表2.表2 键角的比较分子式 键角 分子式 键角NH3107.30H2O 104.50PH393.30H2S 92.20AsH391.80H2Se 91.00SbH391.30H2Te 89.005.价电子对的相邻电子对越多，所受斥力就越大，距离原子核也越远.当配位数为5和7时，分子呈三角双锥和五角双锥构型，这时主轴上两对电子受到的斥力较大，因而键长较长.例如PCl5分子中，垂直方向的键长为219pm，水平方向键长为204pm，见图3.价电子对互斥理论能够广泛地用于定性预测各类ABn型分子的几何构型，解释键长和键角变化，偏离标准值的规律性，但也有少数化合物的推测出现例外.例如BaI2，SrCl2都是弯曲形构型而非预计的直线性型.此外，对过渡金属化合物几何构型的判断也有一定的局限性.实际上，应用价电子对互斥理论的分子体系，都有一个共同的特点，即分子中所有电子都是成对的.如果分子中有未成对的电子，则不能简单地以此方法来推测分子的几何构型.对于不具有半满或全满d轨道的过渡元素，由于d轨道上电子分布不对称，将使分子形状不规则化，无法用价电子对互斥理论作出判断，因而配位场理论则能说明得更好.价电子对互斥理论被看成是杂化轨道理论简化了的方法.而它相当于只考虑了中心原子利用杂化轨道成键后，各电子对之间的相互排斥，因而只能作出大致的定性说明.而杂化轨道理论则还考虑了整个的杂化过程，并可得出定量的结果，如计算键角等.。
分子的立体构型及杂化方式的判断方法
分子的立体构型及杂化方式的判断方法1.VSEPR理论：VSEPR理论是根据分子中的电子对的排斥效应来预测分子的立体构型。
根据这一理论，分子中的电子对（包括原子间键合电子对和孤对电子对）会尽量远离彼此，从而使得分子呈现出一定的几何形状。
通过确定分子中原子的中心原子、其他原子和孤对电子对的数量，可以用VSEPR理论预测分子的构型。
2.分子对称性：分子的对称性可以提供有关分子构型的重要信息。
通过观察分子的对称轴、平面反转中心、镜面反射面等，可以推断分子的几何结构。
例如，如果一个分子具有旋转轴，那么该分子很可能是线性的；若分子具有反射面，则可能是平面的。
3. 分子轨道理论：分子轨道理论描述了分子中电子的分布情况，指出原子轨道会经过一个或多个杂化过程而形成分子轨道。
通过观察分子中的化学键及相关杂化轨道的形状，可以推断出分子的杂化方式。
例如，如果分子中存在 sigma 键，则可判断该分子中原子的杂化方式为 sp 杂化；如果分子中存在 pi 键，则可判断杂化方式为 sp2 或 sp3 杂化。
4.光谱学方法：光谱学方法可以通过分析分子在不同波长下吸收和发射的电磁辐射来研究分子的构型和杂化。
例如，红外光谱可以提供分子中不同键弯曲、拉伸等振动模式的信息，从而帮助确定分子的立体构型；核磁共振光谱可以提供分子中不同核磁共振信号的信息，从而揭示出分子中不同原子的环境和构型。
5.计算化学方法：计算化学方法可以通过理论计算来预测分子的构型和杂化。
例如，量子力学方法（如密度泛函理论）可以计算分子的电子结构和能量，从而推测分子的构型和杂化方式。
总之，分子的立体构型和杂化方式可以通过VSEPR理论、分子对称性、分子轨道理论、光谱学方法和计算化学方法等多种途径来判断。
这些方法的使用取决于具体分子的性质和研究目的。
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2 对电子
••
3 对电子
A
••
•• • •
A
直线形 正三角形
只有一种角度，120°。
4 对电子
••
A ••只••有一种角度，1正09四°面28体′。
5 对电子
三角双锥
6 对电子
正八面体
2、应用
项目 分子式
中心原 子所含 σ键电 子对数
中心
原子 所含
中心原子的价层
孤
电子对数
电子
对数
VSEPR 模型构
型
分子的立体结 构模型
分子 的空 间构 型
CO2
20
2
直线形
直线形
SO2
21
3
SO3
30
3
PCl3
31
4
H2S
22
4
平面三角 形 平面三角 形
四面体形
四面体形
Ｖ形
平面三 角形
三角 锥形
Ｖ形
课堂练习：
1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有＿＿
＿直线 形和 V 形，大多数四原子分子采取 平面三角 形和 ＿
＿三＿角锥 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是
正四面体 形。
2 、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 ＿＿D ＿
A、H2O
B、H3O+ C、NH3 D、NH4+
3 、下列分子①BCl3 ②CCl4 ③H2S ④CS2中,其键角由小到大的
顺序为＿＿③＿② ① ④
4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109°28′ 的是＿ ＿C＿＿
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤
5、用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 ＿D＿＿ A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形
平面三角形
三角锥形
二、价层电子对互斥理论（VSEPR）
1、内容：中心原子价电子层电子对（包括＿＿ ＿ 成键 电子对和 未成键 的孤对电子对）
的互相
排作斥用，使分子的几何构型总是采
取电子Байду номын сангаас相互
排斥最的小那种构型，即分子
尽可能采取对称的空间构型。
电子对数和电子对空间构型的关系 电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
共价键
复习回顾
σ键 成键方式 “头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
键参数
键能
衡量化学键稳定性
键长 键角 描述分子的立体结构的重要因素
一、形形色色的分子
思考:在O2、HCl这样 的双原子分子中存在
分子的立体结构问题
吗？何谓“分子的立
体结构”？
O2
HCl
H2O
CO2
所谓“分子的立体结 构”指多原子构成的 共价分子中的原子的 空间关系问题。
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
分子的立体结构是怎样测定的？
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
三原子分子
分子 的立 四原子分子 体结
构
直线 形，如CO2 V 形，如H20
平面三角 形，如HCHO、BF3
三角锥 形，如NH3
五原子分子——— 最常见的是正四面体形，如CH4
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
直线形 V形
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？