第三章化学键和分子结构
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结构化学 第三章 共价键和双原子分子的结构化学
降低，最低点的核间距就是的H2+键长，当两核接近时，核排斥又会
使能量上升。
a. 曲线Ⅰ有最低点为束缚态， Ⅰ为成键轨道。 曲线Ⅱ为单调下降，EⅡ→0，为不稳定态， 排斥态，解离态， Ⅱ为反键轨道。
b. EI 时的平衡距离 R0 = 2.49 a.u.= 132 pm Rexp = 1.95 a.u. = 106 pm
= c1a+ c2b → 做为0,
要求其（i）是品优波函数，单值 ，连续，平方可积； ( ii) 符合体系的边界条件 当R →∞时，ra →∞, rb →∞,
取原子轨道的线性组合做为分子轨道， 称为LCAO-MO法。
（Liner Combination of Atomic Orbits－Molecular Orbit)
=Σci i ｛ i, i = 0,1,2…… ｝
则，〈E〉=∫*Ĥd=∫∑ci*i* Ĥ∑ci i d=∑ci*ci Ei
因ci*ci 恒为正值，∑ci*ci =1(∫*d=1)，0＜ ci*ci ≤1
故，〈E〉－E0＝∑ci*ci Ei－E0＝ ∑ci*ci (Ei－E0) ≥0
∴ 〈E〉≥E0
X c a 2H a a2 c a c bH a bc b 2H bb
Yca 2S a a2 cacbS a bcb 2S bb
cXa 2caHaa2cbHab cXb 2cbHbb2caHab
Y ca
2caSa
a2cbSa
b
Y cb 2cbSbb2caSab
2 2c ca bH H b ab a 2 2c ca bH H a ab b E E ((2 2c cb aS Sb ab a 2 2c ca bS Sa a))b b 0 0
使能量上升。
a. 曲线Ⅰ有最低点为束缚态， Ⅰ为成键轨道。 曲线Ⅱ为单调下降，EⅡ→0，为不稳定态， 排斥态，解离态， Ⅱ为反键轨道。
b. EI 时的平衡距离 R0 = 2.49 a.u.= 132 pm Rexp = 1.95 a.u. = 106 pm
= c1a+ c2b → 做为0,
要求其（i）是品优波函数，单值 ，连续，平方可积； ( ii) 符合体系的边界条件 当R →∞时，ra →∞, rb →∞,
取原子轨道的线性组合做为分子轨道， 称为LCAO-MO法。
（Liner Combination of Atomic Orbits－Molecular Orbit)
=Σci i ｛ i, i = 0,1,2…… ｝
则，〈E〉=∫*Ĥd=∫∑ci*i* Ĥ∑ci i d=∑ci*ci Ei
因ci*ci 恒为正值，∑ci*ci =1(∫*d=1)，0＜ ci*ci ≤1
故，〈E〉－E0＝∑ci*ci Ei－E0＝ ∑ci*ci (Ei－E0) ≥0
∴ 〈E〉≥E0
X c a 2H a a2 c a c bH a bc b 2H bb
Yca 2S a a2 cacbS a bcb 2S bb
cXa 2caHaa2cbHab cXb 2cbHbb2caHab
Y ca
2caSa
a2cbSa
b
Y cb 2cbSbb2caSab
2 2c ca bH H b ab a 2 2c ca bH H a ab b E E ((2 2c cb aS Sb ab a 2 2c ca bS Sa a))b b 0 0
第章化学键与分子结构章节要点及习题
第3章化学键与分子结构【章节要点】价键基础共价键是通过原子核之间共用电子平衡吸引力和排斥力而形成的。
在H2中，这使得两个H原子距离为74pm 时能量最低。
这个距离就被称为键长。
这个距离的分子和孤立原子之间的能量差就称为键能。
H2中的单键是一个σ键，关于键轴旋转对称。
在简单的双原子分子例如O2，F2中，可以用含有单电子的原子轨道的重叠来描述键的形成。
当双原子分子中两个原子不同时，电子对趋向于被其中一个原子所吸引，导致电子共享的不平均，由此产生了极性共价键。
电子的不平均共享是分子中不同原子电负性不同的结果。
原子之间电负性差值越大，键的极性越大。
对于同一周期的原子，电负性一般随着原子序数的增大而增大；对于同一族的原子，电负性一般随着原子序数增大而减少。
离子键电负性差别较大的元素形成的化合物通常比较适合形成离子型分子。
离子型化合物一般由交替的正负离子组成，通过正负离子的静电引力结合在一起。
吸引力的大小取决于离子所带的电荷及离子间的距离和一些其它因素。
将晶体点阵打破变成气态离子所需的总能量称为晶格能。
离子化合物中晶格能的变化趋势可以用离子电荷和距离来解释。
路易斯结构路易斯结构给出了分子中价层电子的分布。
成键的电子在单键（1对电子）、双键（2对电子）、三键（3对电子）中出现，分别在成键原子之间用1，2，3条横线描述。
非成键电子被称为孤对电子，用圆点表示于元素符号旁边。
路易斯结构可用以下五个步骤画出：第一步数出价层电子数。
第二步用单键组成键的框架。
第三步在每一个外部的原子放上3对孤对电子，H除外。
第四步将剩余的价层电子分配给内部的原子。
第五步将所有原子的形式上的电荷减至最小。
被4对原子包围的原子是八隅体结构的。
这种排布通常在第二周期的元素中比较常见。
当电子排布有多种时，使所有原子所带形式电荷减小的结构更优。
在一些情况下，一个分子可以画出两种或者更多的能量等价的路易斯结构，差别仅仅是电子对的位置不同。
这种结构被称为共振结构。
无机化学 第3章 分子结构与化学键理论
试根据价层电子对互斥理论和杂化轨道 理论，写出下列物质的分子结构，并说 明中心原子的杂化态和成键情况：
O3 ; PCl3 ; CO2 ; OF2 。
O3分子的结构
O3 中心原子 O 价层电子对数： (6+0×2)/2=3
价电子对构型平面三角形。分子构型为V型
O 127.8pm
O
O
O
O
O
116.80
价电子对构型和分子构型都为线形。
O
C
O
CO2以sp杂化成键：一个
键,两个
4 3
键。
OF2的分子结构
OF2 中心原子O的价层电子对数为： （6+1×2）/2=4
价电子对构型为四面体，分子构型为V型
O
F
F
OF2以sp3不等性杂化成键。
3.4 分子轨道理论
分子轨道理论的基本要点
原子轨道的线性组合—s-s重叠
原子轨道的线性组合—s-p重叠
原子轨道的线性组合—p-p重叠(1)
原子轨道的线性组合—p-p重叠(2)
能量近似原则
最大重叠原则
对称性原则
同核双原子分子的分子轨道能级图(1)
同核双原子分子的分子轨道能级图(2)
同核双原子分子的分子轨道能级图
N2分子的分子轨道能级图
O2分子的分子轨道能级图
CO的分子轨道能级图
3.5 分子间力和氢键
分子间作用力——范德华力
取向力
诱导力
色散力
化学视野——光电子能谱（PES）
PES——Photoelectron Spectroscope
光电子能谱技术是光电效应的现代应用。
可见光源照射物质可将价电子射出。短波光 源（紫外或X射线）产生的高能光子能将分 子或原子内层具有各种结合能的电子射出， 通过这些结合能的大小可提供分子中能级的 细节。
O3 ; PCl3 ; CO2 ; OF2 。
O3分子的结构
O3 中心原子 O 价层电子对数： (6+0×2)/2=3
价电子对构型平面三角形。分子构型为V型
O 127.8pm
O
O
O
O
O
116.80
价电子对构型和分子构型都为线形。
O
C
O
CO2以sp杂化成键：一个
键,两个
4 3
键。
OF2的分子结构
OF2 中心原子O的价层电子对数为： （6+1×2）/2=4
价电子对构型为四面体，分子构型为V型
O
F
F
OF2以sp3不等性杂化成键。
3.4 分子轨道理论
分子轨道理论的基本要点
原子轨道的线性组合—s-s重叠
原子轨道的线性组合—s-p重叠
原子轨道的线性组合—p-p重叠(1)
原子轨道的线性组合—p-p重叠(2)
能量近似原则
最大重叠原则
对称性原则
同核双原子分子的分子轨道能级图(1)
同核双原子分子的分子轨道能级图(2)
同核双原子分子的分子轨道能级图
N2分子的分子轨道能级图
O2分子的分子轨道能级图
CO的分子轨道能级图
3.5 分子间力和氢键
分子间作用力——范德华力
取向力
诱导力
色散力
化学视野——光电子能谱（PES）
PES——Photoelectron Spectroscope
光电子能谱技术是光电效应的现代应用。
可见光源照射物质可将价电子射出。短波光 源（紫外或X射线）产生的高能光子能将分 子或原子内层具有各种结合能的电子射出， 通过这些结合能的大小可提供分子中能级的 细节。
第三章 分子结构
共价键理论：
Lewis理论(1916年) 价键理论(1927年, 1930年) 杂化轨道理论(1931年) 价层电子对互斥理论(1940年) 分子轨道理论(20世纪20年代末)
3.1.2 共价键的形成与本质
两核间电子云密度增大
两核间电子云密度减小
H2的形成过程
一：共价键的形成
当具有自旋反平行的成单电子的原子相互 接近时,其原子轨道重叠相加,核间产生电子 云密度较大的区域,把两个核紧密地吸引在一 起使体系能量下降的这种结合力就是共价键.
4
3
1
四面体
NH3 (三角锥)
H 2O (V型或角型 )
2
2
四面体
5
0
三角双锥
PCl5 (三角双 锥)
(变形三 角双锥) ClF3 (T型) I 3(直线型 )
4 5 3
1
三角双锥
2
三角双锥
2
3
三角双锥
6
0
正八面 体
SF6 (正八面体 ) IF5 (四方锥)
5 6 4
1
八面体
2
八面体
ICl4XeF4 (平面正方 形)
3-8: 对N2、O2分子回答下列问题： (1)写出它们的分子轨道式； (2)计算键级,说明其成键情况和磁性; (3)N2+,O2+分别与N2,O2相比,谁更稳定?
解：因H2+的分子轨道排布式为:(σ1s)1,键级 =0.5,可稳定存在.
同理He2+的分子轨道排布式为：(σ1s)2(σ*1s)1, 键级=0.5,可稳定存在. 而He2的分子轨道排布式为:(σ1s)2(σ*1s)2,键级 =0.0,则不可能稳定存在.
因排斥力大小顺序为: 1. 孤对电子与孤对电子>孤对电子与成键电子 >成键电子与成键电子 2. 叁键-叁键>叁键-双键>双键-双键 >双键-单键>单键-单键 3.电子对之间的夹角越小，排斥力也就越大。 90o > 120o > 180o 所以当分子中有两对或以上的孤对电子 时,必须选择分子内斥力最小的空间结构.
《无机及化学分析》第三章 化学键与分子结构
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第6张共51 张
5. 离子键的强度---用晶格能衡量
晶格能（U）：标准态下，气态阳 离子和气态阴离子反应生成1mol离子晶 体所放出的能量。
Cl-
Na+
NaCl晶格
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晶格能越大，离子键就越强，离 子晶体就越稳定，其晶体的熔沸点就 越高，硬度越大。
第7张共51 张
6.离子的特征
③18电子构型：如Zn2+,Ag+,Pb4+
最外层为18个电子。
④18+2电子构型：如 Sn2+,Pb2+
次外层18电子，最外层 2个电子。
⑤9~17电子构型：Cu2+,Cr3+,Fe3+
最外层为9~17个电子
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问题：
活泼金属与活泼非金属以离子键 结合成分子，那么同核双原子分子 （如Ｏ2、Cl2 ）或电负性相差不大 的 原 子 形 成 分 子 ( 如 CH4) 原 子 间 靠 什么结合？
含有1/4ｓ和 3/4ｐ轨道的
成分。杂化 轨道之间的 夹角为 109°28′
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第29张共51 张
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第30张共51 张
正四 面体
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第31张共51 张
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第32张共51 张
小结:
结论：
⑴杂化轨道条数 = 参与杂化的轨道数 ⑵杂化类型，决定杂化轨道间的夹角， 决定分子空间构型
相结合的氢原子和另一个电负性大的原 子之间的作用力。
电负性大的元素通常指F、O、N （用X、Y表示），X、Y可以是同一元 素，也可以不同。
化学键和分子结构(习题及答案)
sp3d T字形 sp2 平面三角形 不等性sp3 三角锥形
1
General Chemistry
Chapter 3 Homework
5．下列分子中含有极性键的非极性分子是（ A ） A．BeCl2 A．O2B．H2S B．S2C．F2 C．FD．HBr 6．下列物种中，变形性最大的是（ B ）。 D．Cl7. 下列物质中只需克服色散力即沸腾的是（ D ） A．HCl B．Cu C．CH2Cl2 D．CS2
9
8. 下列化合物中存在氢键的是（ C ）
A．HCl B．C2H5OC2H5 C．HNO3 D．CH3F
形成氢键要具备两个条件： ① 分子中必须有电负性较大而半径较小的元素（X＝F、O、 N），并与H形成共价键； ② 分子中还必须有另外一个电负性大而半径小，有孤对电子的 原子（Y＝F、O、N） 。
2
General Chemistry
2012-8-2
ionic bond theory
11
General Chemistry
Chapter 3 Molecular Structure
影响离子变形性的因素： ① 离子的半径。半径越大，变Байду номын сангаас性越大。 如：I-＞Br- ＞Cl- ＞F② 离子的电荷。负离子电荷越高，变形性越大，正离子电 荷越高，变形性越小。
如： O2- ＞ F- ＞Na+ ＞ Mg2+ ＞ Al3+ ＞Si4+
③ 离子的电子构型。 18电子构型、 9~17电子构型＞8电子构型 ④ 复杂离子的变形性通常不大，且复杂离子中心原子氧 化数越高，变形性越小。 如： I-＞Br- ＞OH- ＞ NO3- ＞F- ＞ClO49
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General Chemistry
Chapter 3 Homework
5．下列分子中含有极性键的非极性分子是（ A ） A．BeCl2 A．O2B．H2S B．S2C．F2 C．FD．HBr 6．下列物种中，变形性最大的是（ B ）。 D．Cl7. 下列物质中只需克服色散力即沸腾的是（ D ） A．HCl B．Cu C．CH2Cl2 D．CS2
9
8. 下列化合物中存在氢键的是（ C ）
A．HCl B．C2H5OC2H5 C．HNO3 D．CH3F
形成氢键要具备两个条件： ① 分子中必须有电负性较大而半径较小的元素（X＝F、O、 N），并与H形成共价键； ② 分子中还必须有另外一个电负性大而半径小，有孤对电子的 原子（Y＝F、O、N） 。
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General Chemistry
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ionic bond theory
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General Chemistry
Chapter 3 Molecular Structure
影响离子变形性的因素： ① 离子的半径。半径越大，变Байду номын сангаас性越大。 如：I-＞Br- ＞Cl- ＞F② 离子的电荷。负离子电荷越高，变形性越大，正离子电 荷越高，变形性越小。
如： O2- ＞ F- ＞Na+ ＞ Mg2+ ＞ Al3+ ＞Si4+
③ 离子的电子构型。 18电子构型、 9~17电子构型＞8电子构型 ④ 复杂离子的变形性通常不大，且复杂离子中心原子氧 化数越高，变形性越小。 如： I-＞Br- ＞OH- ＞ NO3- ＞F- ＞ClO49
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化学键与分子结构详解PPT课件
✓ 指原子失去或得到电子后形成的带电离子的电子构型
✓ 简单负离子的最外电子层都是8个电子的稀有气体结构
✓ 正离子的电子构型主要有5种
P81
10
第10页/共55页
简单阴离子的电子构型：ns2np6 8电子构型
11
第11页/共55页
➢ 离子半径
✓ 它是根据离子晶体中正、负离子的核间距测出的，并 假定正、负离子的核间距为正、负离子的半径之和。
晶格能越大，离子晶体越稳定。
8
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离子的特征
➢ 离子电荷 ➢ 离子的电子层构型 ➢ 离子半径
9
第9页/共55页
➢ 离子电荷
✓ 指原子形成离子化合物过程中失去或得到电子的数目 它是影响离子键强度的重要因素。
✓ 离子电荷越多，对相反电荷的离子的吸引力越强,形 成的离子化合物的熔点也越高
➢ 离子的电子构型
6.2 离子键理论
一、离子键的形成 二、离子键的特点 三、离子键的强度 四、离子的特征
5
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离子键的形成
➢离子键是由原子得失电子后，生成的正、负离 子之间靠静电作用而形成的化学键。
➢形成离子键的必要条件：
电离能低的活泼金属元素与电子亲合能高的活
泼
6
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离子键的特点
Hale Waihona Puke ➢ 离子键的本质是正、负离子之间的静电引力
✓ 离子半径的变化规律：
12
第12页/共55页
✓ 离子半径大致有如下的变化规律：
a．主族元素自上而下电子层数依次增多，所以具有相同电荷数的 同族离子的半径依次增大。Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力，它决定了分子的结构和性质。
在化学中，常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。
一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。
共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，从而形成分子。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。
它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。
单键的键能较低，结构松散，所以分子在空间上具有较高的自由度。
2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。
它们相较于单键更强，键能更高，分子更加稳定。
双键结构比单键结构更为刚性，分子一般比较扁平。
3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。
它们是最强的共价键，键能最高，分子最为稳定。
由于三键的存在，许多分子呈线性结构。
二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。
离子键的强度通常比共价键更大，因此离子化合物具有高熔点和高沸点。
离子键的结构比共价键更加有序和紧密，离子排列规则。
三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。
在金属中，原子间的外层电子形成共同的电子云，这种共享形成一种特殊的金属键。
金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。
化学键的类型决定了分子的结构和性质。
共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性，而离子键使得分子有序排列，具有较高的熔点和沸点。
金属键使金属具有特殊的性质，如导电和热导。
总结起来，化学键的类型与分子结构有密切关系，不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。
深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。
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2. 价层电子对互斥理论（VSEPR
VSEPR：分子的共价键中的成键电子对以及价层的孤 对电子由于相互排斥作用而趋向尽可能彼此远离，分 子尽可能采取对称的结构。 价层电子对：成键电子对 + 价层的孤对电子 NH3：成键电子对3对，孤对电子1对，价层电子对4对 杂化轨道的类型取决于中心原子的价层电子对数 ，分子的空间构型取决于价层电子对中成键电子的 空间位置。
SO42-: + 2; H3O+: 1
➢ O、S、Se、Te作为配位原子，不计数。
➢ 成键原子与中心原子形成1个双键，则扣1，形成2个
双键，则扣2，与中心原子形成叁键，则扣2，但O
、S、Se、Te与中心原子形成双键，则不扣。
➢ 2.5 3 1.5 2
单电子算成一对电子
P115 / 表19-6 只含共价单键 中心原子的价层电子对总数；中心原子的杂化态； 价层电子对排列的几何形状（名称和图示）； 分子的几何结构（名称和图示）
5对：sp3d杂化 三角双锥：SF4O (6 + 4) / 2 = 5 翘翘板形：IF2O2 (7 + 2 + 1) / 2 = 5
6对：sp3d2杂化 四方锥：XeF4O (8 + 4) / 2 = 6
电负性大的元素放在较远的位置！
价层电子对排斥规则(P118)
规则一： 孤电子对对孤电子对的排斥 > 孤电子对对成键
分子结构按价层电子对排斥模型的分类
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
2
AX2
(sp)
直线形
分子结构 直线形
平
AX3
面
3
三
(sp2)
角 形
平面三角形
V
AX2E
形
2对（sp杂化） BeCl2 (2 + 2) / 2 = 2 Hg(CH3)2 (2 + 2) / 2 = 2
3对（sp2杂化） 平面三角形：BF3 (3 + 3) / 2 = 3 BF(CH3)2 (3 + 3) / 2 = 3 V形：SnCl2 (4 + 2) / 2 = 3
(6 + 4) / 2 = 5
T形：IF3 ICl2(C6H5) (7 + 3) / 2 = 5
直线形：XeF2 (8 + 2) / 2 = 5
电负性大的元素放在较远的位置！
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
6 (sp3d2)
AX6
八面体
AX5E
AX4E2
分子结构
八 面 体 四 方 锥 平面 正方 形
P4 (?)：不能用VSEPR法，正四面体
Байду номын сангаас
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
AX5
5 (sp3d)
AX4E
AX3E2 三角双锥
AX2E3
分子结构
三角 双锥 翘翘 板形
T 形
直 线 形
5对（sp3d杂化）
三角双锥 : PCl5 PF3Cl2
As(C6H5)5 SbCl2(CH3)3
翘翘板形：SF4
6对（sp3d2杂化） 八面体：SF6 (6 + 6) / 2 = 6 四方锥：IF5 (7 + 5) / 2 = 6 平面正方形：XeF4 (8 + 4) / 2 = 6
P116 / 表19-7 含多键分子的分子结构 2对：sp杂化 CO2 4 / 2 = 2 乙炔 (4 + 2 2) / 2 = 2
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
4 (sp3)
AX4
四面体
AX3E AX2E2
分子结构
四 面 体 三 角 锥 V 形
4对（sp3杂化）
四面体：CH4 三角锥：NH3 V形：H2O
(4 + 4) / 2 = 4 (5 + 3) / 2 = 4 (6 + 2) / 2 = 4
与中心原子成键的原子之间不能形成化学键 ，即X与X之间不能成键。
3对：sp2杂化 平面三角形：HCHO 乙烯 (4 + 3 1) / 2 = 3 V形：O3 6 / 2 = 3
(4 + 2) / 2 = 3 HCOO (4 + 1 + 1) / 2 = 3
4对：sp3杂化 四面体：HPO32 (5 + 1 + 2) / 2 = 4 三角锥：SO32 (6 + 2) / 2 = 4 V形：ClO2 (7 + 1) / 2 = 4
ICl4 (7 + 4) / 2 = 5.5 6, sp3d2杂化，平面正方形
作业：P121：1, 2，8 1：中心原子的价层电子对总数；中心原子的杂化轨 道类型；价层电子对排列的几何形状（名称）；分 子的几何结构（名称，图） 2：中心原子的价层电子对总数；中心原子的杂化轨 道类型；价层电子对的空间排列形状（名称）；分 子和分子离子的结构的大体形状（名称，图）；其 中孤电子对的存在使分子的结构发生了怎样的畸变 （不要做）
电子对的排斥 > 成键电子对对成键电子对的排斥
CH4：109o28’ NH3: 107.3o H2O: 104.45o
CH4
NH3
H2O
109o28’
107.3o
sp3杂化
104.45o
P118 — P119: 表
sp3d杂化
SF4
畸变
ClF3
畸变
XeF2
sp3d2杂化 AX4E2 (XeF4)
规则二：中心原子的电负性愈大，成键电子对之间的排 斥也愈大；配位原子的电负性愈大，成键电子 对之间的排斥愈小。
中心原子的电负性愈大
氮族元素氢化物 NH3
PH3
AsH3 SbH3
HAH
107.3 93.3 91.8 91.3
XPX
配位原子的电负性愈大
PCl3
PBr3
PI3
100.1
101.5
对应书上的内容： P113 121
102
规则三：
多键对多键的排斥 > 多键对单键
的排斥 > 单键对单键的排斥
分子
XCX
XCO
F2C=O
112.5
<
Cl2C=O
111.3
<
H2C=O
118
<
(NH2)2C=O 118
<
CH2=CHCH3
123.2 124.3 121 121
例1： XeF5+ (8 + 5 1) / 2 = 6, sp3d2杂化，四方锥
中心原子：BF3 COCl2 CO(NH2)2 H2O H3O+
不同数量价层电子对的空间排列（P113）
直线形
平面三角形
四面体
三角双锥
八面体
五角双锥
如何计算中心原子周围价层电子对的数目?
= (中心原子的价电子数 + 与中心原子成键的配位原 子数 + ｜负离子电荷数｜ 正离子电荷数)/ 2
中心原子的价电子数？ 3A: 3; 4A: 4; 5A: 5; 6A: 6; 7A: 7; 8A: 8 2B: 2
VSEPR：分子的共价键中的成键电子对以及价层的孤 对电子由于相互排斥作用而趋向尽可能彼此远离，分 子尽可能采取对称的结构。 价层电子对：成键电子对 + 价层的孤对电子 NH3：成键电子对3对，孤对电子1对，价层电子对4对 杂化轨道的类型取决于中心原子的价层电子对数 ，分子的空间构型取决于价层电子对中成键电子的 空间位置。
SO42-: + 2; H3O+: 1
➢ O、S、Se、Te作为配位原子，不计数。
➢ 成键原子与中心原子形成1个双键，则扣1，形成2个
双键，则扣2，与中心原子形成叁键，则扣2，但O
、S、Se、Te与中心原子形成双键，则不扣。
➢ 2.5 3 1.5 2
单电子算成一对电子
P115 / 表19-6 只含共价单键 中心原子的价层电子对总数；中心原子的杂化态； 价层电子对排列的几何形状（名称和图示）； 分子的几何结构（名称和图示）
5对：sp3d杂化 三角双锥：SF4O (6 + 4) / 2 = 5 翘翘板形：IF2O2 (7 + 2 + 1) / 2 = 5
6对：sp3d2杂化 四方锥：XeF4O (8 + 4) / 2 = 6
电负性大的元素放在较远的位置！
价层电子对排斥规则(P118)
规则一： 孤电子对对孤电子对的排斥 > 孤电子对对成键
分子结构按价层电子对排斥模型的分类
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
2
AX2
(sp)
直线形
分子结构 直线形
平
AX3
面
3
三
(sp2)
角 形
平面三角形
V
AX2E
形
2对（sp杂化） BeCl2 (2 + 2) / 2 = 2 Hg(CH3)2 (2 + 2) / 2 = 2
3对（sp2杂化） 平面三角形：BF3 (3 + 3) / 2 = 3 BF(CH3)2 (3 + 3) / 2 = 3 V形：SnCl2 (4 + 2) / 2 = 3
(6 + 4) / 2 = 5
T形：IF3 ICl2(C6H5) (7 + 3) / 2 = 5
直线形：XeF2 (8 + 2) / 2 = 5
电负性大的元素放在较远的位置！
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
6 (sp3d2)
AX6
八面体
AX5E
AX4E2
分子结构
八 面 体 四 方 锥 平面 正方 形
P4 (?)：不能用VSEPR法，正四面体
Байду номын сангаас
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
AX5
5 (sp3d)
AX4E
AX3E2 三角双锥
AX2E3
分子结构
三角 双锥 翘翘 板形
T 形
直 线 形
5对（sp3d杂化）
三角双锥 : PCl5 PF3Cl2
As(C6H5)5 SbCl2(CH3)3
翘翘板形：SF4
6对（sp3d2杂化） 八面体：SF6 (6 + 6) / 2 = 6 四方锥：IF5 (7 + 5) / 2 = 6 平面正方形：XeF4 (8 + 4) / 2 = 6
P116 / 表19-7 含多键分子的分子结构 2对：sp杂化 CO2 4 / 2 = 2 乙炔 (4 + 2 2) / 2 = 2
价层电子对 价层电子对 分子式 总数 的空间排列
4 (sp3)
AX4
四面体
AX3E AX2E2
分子结构
四 面 体 三 角 锥 V 形
4对（sp3杂化）
四面体：CH4 三角锥：NH3 V形：H2O
(4 + 4) / 2 = 4 (5 + 3) / 2 = 4 (6 + 2) / 2 = 4
与中心原子成键的原子之间不能形成化学键 ，即X与X之间不能成键。
3对：sp2杂化 平面三角形：HCHO 乙烯 (4 + 3 1) / 2 = 3 V形：O3 6 / 2 = 3
(4 + 2) / 2 = 3 HCOO (4 + 1 + 1) / 2 = 3
4对：sp3杂化 四面体：HPO32 (5 + 1 + 2) / 2 = 4 三角锥：SO32 (6 + 2) / 2 = 4 V形：ClO2 (7 + 1) / 2 = 4
ICl4 (7 + 4) / 2 = 5.5 6, sp3d2杂化，平面正方形
作业：P121：1, 2，8 1：中心原子的价层电子对总数；中心原子的杂化轨 道类型；价层电子对排列的几何形状（名称）；分 子的几何结构（名称，图） 2：中心原子的价层电子对总数；中心原子的杂化轨 道类型；价层电子对的空间排列形状（名称）；分 子和分子离子的结构的大体形状（名称，图）；其 中孤电子对的存在使分子的结构发生了怎样的畸变 （不要做）
电子对的排斥 > 成键电子对对成键电子对的排斥
CH4：109o28’ NH3: 107.3o H2O: 104.45o
CH4
NH3
H2O
109o28’
107.3o
sp3杂化
104.45o
P118 — P119: 表
sp3d杂化
SF4
畸变
ClF3
畸变
XeF2
sp3d2杂化 AX4E2 (XeF4)
规则二：中心原子的电负性愈大，成键电子对之间的排 斥也愈大；配位原子的电负性愈大，成键电子 对之间的排斥愈小。
中心原子的电负性愈大
氮族元素氢化物 NH3
PH3
AsH3 SbH3
HAH
107.3 93.3 91.8 91.3
XPX
配位原子的电负性愈大
PCl3
PBr3
PI3
100.1
101.5
对应书上的内容： P113 121
102
规则三：
多键对多键的排斥 > 多键对单键
的排斥 > 单键对单键的排斥
分子
XCX
XCO
F2C=O
112.5
<
Cl2C=O
111.3
<
H2C=O
118
<
(NH2)2C=O 118
<
CH2=CHCH3
123.2 124.3 121 121
例1： XeF5+ (8 + 5 1) / 2 = 6, sp3d2杂化，四方锥
中心原子：BF3 COCl2 CO(NH2)2 H2O H3O+
不同数量价层电子对的空间排列（P113）
直线形
平面三角形
四面体
三角双锥
八面体
五角双锥
如何计算中心原子周围价层电子对的数目?
= (中心原子的价电子数 + 与中心原子成键的配位原 子数 + ｜负离子电荷数｜ 正离子电荷数)/ 2
中心原子的价电子数？ 3A: 3; 4A: 4; 5A: 5; 6A: 6; 7A: 7; 8A: 8 2B: 2