范德华半径无机化学精品课程

z2
3
4
5
6
模型 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥体 正八面体
Y
A
YY
YY
Y Y
AYYAYYY
A Y
Y YY A Y
YY Y
●“分子立体构型”是指不包括孤对电子对的AXn中的 A 和 n 个 X( 配 位 原 子 ) 在 空 间 的 排 布 ， 只 有 当 AXnEm 中 的 m=0时，即AYZ=AXn时，VSEPR模型才是分子立体构型， 否则，得到VSEPR模型后要略去孤对电子对，才得到它
对于我们经常遇到的分子或离子[特别是以非金属原 子为中心的单核(即单中心)分子或离子,用这一理论模 型预言的立体结构很少与事实不符。
VSEPR模型的要点: ●用通式AXnEm来表示所有只含一个中心原 子的分子或离子的组成，式中A表示中心原子, X表示配位原子(也叫端位原子),下标n表示配位 原子的个数, E表示中心原子上的孤对电子对,下 标m是电子对数。已知分子或离子的组成和原 子的排列顺序时, m值可用下式确定: m=(A的族价-X的化合价×X的个数+/-离子的 电荷数)/2
把弗兰克兰结构式中的“短棍”解释为两个原子各取
一 个 电 子 配 成 对 ， 即 ： “ —” 是 一 对 共 用 电 子 ，
“
”是2对共用电子，“
” 是3对共用电子。
路易斯还认为，稀有气体最外层电子构型（8e- ）是
一种稳定构型，其他原子倾向于共用电子而使他
的最外层转化为稀有气体的8电子稳定构型—8隅律。 路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为 共价键。后人称这种观念为路易斯共价键理论
例1. 画出SO2Cl2、HNO3、H2SO3、CO32-、SO42-的 路易斯结构式
OO S
Cl Cl
32e-
O HON
O
24e-
HO
O
SO OC
HO
O
28e-
24e-
OO S
OO
32e-
SO2Cl2、HNO3、H2SO3、CO32-、SO42-的路易斯结构式
●泡林共振论 对于可以写出几个相对合理的路易斯结
●通式AXnEm里的(n+m)的数目称为价层电子 对数,令n+m=z,则可将通式AXnEm改写成另一种 通式AYz; VSEPR模型认为，分子中的价层电子 对总是尽可能地互斥，均匀地分布在分子中， 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(与分子立体构型不同),由此 可以画出VSEPR理想模型:
分子的几何构型取决于中心 A 的价层中电子对的排斥 作用。分子的构型总是采取电子对排斥力最小的结构。
例如: 分子 SO2 SO3 SO32- SO42- NO2+ m1 0 1 0 0
注：有时,计算出来的m值不是整数,如NO2， m=0.5，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。
●电子结构式 添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构，
也叫电子结构式（electronic structure）
孤对电子 未用于形成共价键的非键合电子, 在写结构 式时常用小黑点表示孤对电子，如：
HOH HNH H
H OH HCC
HO
NN
水、氨、乙酸和氮气的路易斯结构式
注意: 书写路易斯结构式应注意: 结构式中的短横线 数与分子中的键合原子的化合价相符，价电子总数 等于分子中所有原子的价电子之和
由于键合电子对受到左右两端带正电原子核的吸引，而 孤对电子对只受到一端原子核吸引，相比之下，孤对电子 对较“胖”，占据较大的空间，而键合电子较“瘦”，占 据较小的空间。
孤对电子对与键合电子对斥力不
同使理想模型发生畸变。
N
H
H
如 ： CH4、NH3、H2O 中 的 H-A-H 分别为109.5、107.3、104.5
们的分子立体构型，如:H2O,NH3,CH4都是AY4,它们的分子 立体构型为：
分子 构型
H2O 角形
NH3 三角锥体
CH4 正四面体
AY4 AXn
E
H
OE H
O HH
E
H
wk.baidu.com
NH H
N
H
H H
H
H
CH HH
H
CH H
● AYz中的z个价层电子对之间的斥力的大小有如下顺序:
i. l-l>>l-b>b-b(l为孤对电子对;b为键合电子对)
构式的分子，泡林提出了共振论，认为分子的真实结构 是这些合理路易斯结构式的共振杂化体，每个结构式则 称为一种共振体，泡林还用符号“ ”，把分子的共 振体联系起来
O H 3 C C
N H 2
O H 3 C C N H 2 +
苯和乙酰胺的“共振杂化体”
2-2 价层电子互斥模型（VSEPR）
● 分子的立体结构决定了分子许多重要性质，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，而路易斯结构式未 能描述分子的立体结构。
H
此外,有时还要考虑到如下几种顺序：
ii. t-t>t-d>d-d>d-s>s-s(t-叁键, d-双键, s-单键)
iii.cw-cw>cw-cs>cs-cs(c 代 表 配 位 原 子 的 电 负 性 , 下 标 w 为弱,s为强)如：OF2、H2O分子的键角分别为103.2和 104.5度
H2O CO32-
H2S SO32-
1. 价层电子互斥模型
吉列斯比(R.J.Gillespie)和尼霍尔姆(Nyholm)在50年 代提出了一种简单的模型用来判断某一个分子或离子 的立体结构,定名为价层电子对互斥模型,简称VSEPR 模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion)。
● 无机分子的立体结构通常是指其s-键的分子骨架在 空间的排布。这种分子骨架可以用现代实验手段测定。
● 实验证实，属于同一通式的分子或离子,其结构可能 相似，也可能完全不同。
如,H2S和H2O属同一通式H2A，结构很相似，都是角 型分子，仅夹角度数稍有差别，而CO32-离子和SO32-离子 属同一通式AO32-,结构却不同:前者是平面型,后者是立体 的三角锥型。
范德华半径无机化学精品课程
2-1 路易斯结构式
●弗兰克兰结构式 用元素符号加划短棍“－”的形式
来表明原子之间按“化合价”相互结合的结构式。原子 间用“－”相连表示互相作用了“1价”，如水的结构 式为 H，O 用H 表示互相用了“2价”
●路易斯结构式 [Gilbert Newton Lewis,US(1875-1946)]