高二、价层电子对互斥理论

形形色色的分子
分子类型 立体构型 结构式 键角 比例模型
球棍模型
CO 2
直线形
O===C===O
180°
H 2O V 形 H —OH 105°
CH 2O 平面三角形 H —C —HO 120°
NH 3 三角锥形 H —N —HH 107°
CH 4 正四面体 H —C —HHH 109°28′
问题1．五原子分子都是正四面体结构吗？
【提示】 不是，如CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3等，虽为四面体结构，但由于碳原子所连的四个原子不相同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构。

价层电子对互斥理论
1．理论要点
价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。

价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。

2．价层电子对数的计算
（中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数＋1
2
(a －xb )）
(1)σ键电子对数的计算：σ键电子对数可由分子式确定，中心原子有几个σ键，就有几对σ键电子对。

如H 2O 分子中σ键电子对数为2，NH 3分子中σ键电子对数为3。

(2)孤电子对数的计算：中心原子上的孤电子对数＝21
(a －xb )
a 为中心原子的价电子数；x 为与中心原子结合的原子数；
b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．VSEPR 模型和分子的立体构型
H 2O 的中心原子上有2对孤电子对，与中心原子上的σ键电子对相加等于4，它们相互排斥形成四面体形VSEPR 模型。

略去VSEPR 模型中的中心原子上的孤电子对，因而H 2O 分子呈V 形。

问题2．如何确定CO 32－和NH 4＋
的中心原子的孤电子对数？
阳离子：a 为中心原子的价电子数减去离子的电荷数(绝对值)，故NH 4＋
中中心原子为N ，a ＝5－1，b ＝1，x ＝4，所以中心原子孤电子对数＝21(a －xb )＝21
(4－4×1)＝0。

阴离子：a 为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)，故CO 32－
中中心原子为C ：a ＝4＋2，b ＝2，x ＝3，所以中心原子孤电子对数＝21(a －xb )＝21
(6－3×2)＝0。

价层电子对互斥模型
1．价层电子对互斥模型的概述
该理论模型认为，在一个共价分子或离子中，中心原子A 周围所配置的B 原子的几何构型，主要取决于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用。

这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布，以使彼此间的排斥力最小。

这就是价层电子对互斥模型。

2．分子立体构型的确定
依据价层电子对互斥模型，判断出分子中中心原子的孤电子对数，再利用中心原子的成键电子对数，两者结合，就可以确定分子较稳定的立体构型。

举例说明如下表： 中心原子的孤 电子对数与成 键电子对数之和
成键 电子 对数
孤电 子对 数
价层电 子对的 理想几 何构型 分子的 立体构型
分子立体 构型名称
分子立 体结构 的实例
2 2 0 直线形
直线形
CO 2
3
3
平面
三角形
平面正 三角形
BF 3、BCl 3
2
1
平面
三角形
V 形 SO 2
4
4
0 四面体形
正四面 体形
CH 4、CCl 4
3
1 四面体形
三角锥形
NH 3
2 2 四面体形
V 形 H 2O
第二章 价层电子对互斥理论
1．(2014·海口调考)用VSEPR 模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是( )
A ．NH 4＋
为正四面体
B ．CS 2为直线形
C 、HCN 为V 形
D ．PCl 3为三角锥形 2．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是( )
A ．NH 3
B ．CCl 4
C ．PCl 3
D 、CH 2O
3．下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是( )
A ．NH 4＋
B ．NH 3
C 、H 2O
D 、BCl 3
4．(双选)下列分子的VSEPR 理想模型与分子的立体结构模型相同的是( )
A 、CCl 4
B 、CO 2
C ．NH 3
D 、H 2O 5．下列分子的立体结构，其中属于直线形分子的是( )
A ．H 2O
B ．NH 3
C 、CO 2
D 、P 4 6．下列物质中，分子的立体结构与氨分子相似的是( )
A ．CO 2
B ．H 2S
C 、PCl 3
D 、SiCl 4
7．下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是( )
A ．CO 2
B ．PCl 3
C ．CCl 4
D 、BF 3
8．三氯化氮(NCl 3)常温下是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl 3说法中正确的是( )
A ．分子中N —Cl 键是非极性键
B ．分子中不存在孤对电子
C 、它的沸点比PCl 3沸点低
D 、因N —Cl 键键能大，所以NCl 3的沸点高 9．下列说法中正确的是( )
A ．NO 2、SO 2、BF 3、NCl 3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B ．P 4和CH 4都是正四面体分子且键角都为109°28′
C ．NH 4＋
的电子式为
，离子是呈平面正方形结构
D 、NH 3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
10．下列分子或离子中，中心原子价层电子对的几何构型为四面体且分子或离子的空间构型为V 形的是( )
A ．NH 4＋
B ．PH 3
C ．H 3O ＋
D 、OF 2
11．用VSEPR 模型预测SO 2、NCl 3、H 3O 的立体结构。

【答案】 平面三角形 V 形 四面体形 三角锥形 四面体形 三角锥形 平面三角形 平面三角形 12．判断下列离子的空间构型。

(1)CO 32－
________________________________________________________________________； (2)SO 32－
________________________________________________________________________； (3)SO 42－
________________________________________________________________________。

(1)中心原子C 的价层电子对数为3＋21(4＋2－2×3)＝3，无孤电子对，故CO 32－
为平面三角形。

(2)中心原子S 的价层电子对数为3＋21(6＋2－2×3)＝4，其中一对为孤电子对，故SO 32－
为三角锥构型。

(3)中心原子S 的价层电子对数为4＋21(6＋2－2×4)＝4，无孤电子对，故SO 42－
为正四面体构型。

【答案】 (1)平面三角形 (2)三角锥形 (3)正四面体。