中山大学：《无机化学》课程电子教案（PPT教学课件）第七章 分子结构（2/2）

三.价层电子对排斥模型 (Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR) 1940年, Sidgwick 用于讨论分子的几何构型,但不涉及成 键过程和键的稳定性 (一)要点: 1.在AXn共价型分子(或离子)中, 分子总是采用使各电子对排斥作用最小 的几何构型。 (本质上是“能量最低原理”)

三．价层电子对排斥模型 （Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR） ◼ 1940年，Sidgwick． ◼ 用于讨论分子的几何构型，但不涉及成 键过程和键的稳定性。 ◼ （一）要点： ◼ １．在AXm共价型分子（或离子）中， 分子总是采用使各电子对排斥作用最小 的几何构型。 （本质上是“能量最低原理”）

价层电子对排斥模型(续) 2.中心原子上价层电子对互斥作用的顺序: 孤电子对孤电子对(LL) >孤电子对成键电子对(LB) >成键电子对成键电子对(B-B) 3.双键、叁键或单个电子均按单键处理; 对成键电子对排斥作用: 单键<双键<叁键

三．价层电子对排斥模型（续） ２．中心原子上价层电子对互斥作用的顺序： 孤电子对-孤电子对(L-L) > 孤电子对-成键电子对(L-B) > 成键电子对-成键电子对(B-B) 3 ．双键、叁键或单个电子均按单键处理; 对成键电子对排斥作用: 单键 < 双键 < 叁键

三.价层电子对排斥模型(续) 4.中心原子A的价层电子数的计算方法: A原子价层电子总数 =A原子价电子数 +配位原子提供的共用电子数(但氧族元素原子作 为配位原子时,不提供电子) +阴离子带电荷数(或:-阳离子带电荷数) 氢和卤素为配位原子,提供电子数为1; 氧族原子为配位原子,提供电子数为0

三．价层电子对排斥模型（续） ◼ ４．中心原子A的价层电子数的计算方法： A原子价层电子总数 = A原子价电子数 + 配位原子提供的共用电子数（但氧族元素原子作 为配位原子时，不提供电子） + 阴离子带电荷数（或：−阳离子带电荷数） 氢和卤素为配位原子，提供电子数为1； 氧族原子为配位原子，提供电子数为0

价层电子对排斥模型(续) 1: CH. CCL. NH+ SO2- PO3 nCH4:C价层电子总数 =4+1×4=8→4对 H ■价电子几何构型 正四面体 ■分子几何构型: 正四面体 H H NH4+:5+1×4-1=8→4对 SO42:6+2=8→4对 H PO43:5+3=8→4对

三．价层电子对排斥模型（续） ◼ 例1: CH4 , CCl4 , NH4 + , SO4 2- , PO4 3- ◼ CH4 : C价层电子总数 ◼ = 4 + 1×4 = 8 → 4对 ◼ 价电子几何构型： 正四面体 ◼ 分子几何构型： 正四面体 ◼ NH4 + : 5 + 1×4 – 1 = 8 →4对 ◼ SO4 2- : 6 + 2 = 8 → 4对 ◼ PO4 3- : 5 + 3 = 8 → 4对

三.价层电子对排斥模型(续) 例2:NH3(AX3E型分子) N价层电子总数=5+1×3=8→4对 价电子几何构型:四面体(计算孤电子对); 分子几何构型:三角锥(不计算孤电子对) 中心原子有孤电子对,二者不一致

三．价层电子对排斥模型（续） ◼ 例2：NH3（AＸ3E型分子） ◼ N价层电子总数= 5 + 1×3 = 8 → 4对 ◼ 价电子几何构型：四面体（计算孤电子对）； ◼ 分子几何构型： 三角锥（不计算孤电子对） → 中心原子有孤电子对，二者不一致

三.价层电子对排斥模型(续) 例3:H2O(AX2E2型分子) O价层电子总数=6+1×2=8→4对 价电子几何构型:四面体(计算孤电子对); ■分子几何构型:V型(不计算孤电子对) g Bonding H Lone pair

三．价层电子对排斥模型（续） ◼ 例３：H2O（AX2E2型分子） ◼ O价层电子总数= 6 + 1×2 = 8 → 4对 ◼ 价电子几何构型：四面体（计算孤电子对）； ◼ 分子几何构型： V型（不计算孤电子对）

三.价层电子对排斥模型(续) 价层8电子(4对)的3种情况(对应p3杂化) X A ( tetrahedral,四面|(H,O4,N,SO, 体 AXE (trigonal pyramidal 三角锥) NH, PH, AsCl3, XeO xⅩⅩ AXE X (Vd,v型)|HO,SF2

三．价层电子对排斥模型（续） 价层8电子(4对)的3种情况(对应sp3杂化)

三.价层电子对排斥模型(续) Number of Electron Pairs Arrangement of Electron Pairs : Trigonal lana Tetrahedral Octahedral ÷

三．价层电子对排斥模型（续）

价层电子对排斥模型(续) 例4:PCls(PFs,AsF5 P价层电子几何总数=5+1×5=10→5对 价电子几何构型与分子几何构型都是三角双锥 体(tbp) 例5:CIF3(C1)(重卤素原子为中心原子) CIF3:C价层电子总数7+1×3=10→5对 价层电子几何构型:三角双锥体(tbp) 分子几何构型:T型 CIF3分子可能的几何排列:a,b,c

三．价层电子对排斥模型（续） ◼ 例４：PCl5 (PF5，AsF5 ) P价层电子几何总数= 5 + 1×5 = 10 → 5 对 价电子几何构型与分子几何构型都是三角双锥 体（tbp） ◼ 例5：ClF3 (ICl3 )（重卤素原子为中心原子） ClF3：Cl价层电子总数 7 + 1×3 = 10 → 5对 价层电子几何构型：三角双锥体（tbp） 分子几何构型：Ｔ型 ClF3分子可能的几何排列: a, b, c

CIF3分子各种几何构型 的电子对互斥作用分析 Cl-F F A-Ⅹ A一X 电子对互 斥作用 几何构型 Ⅹ (b) 构型 a 图8-20AXE的可能结构 90°LL01否0 c构型是电子互斥作用最小的构型, 定 即最稳定的构型。 在三角双锥价电子构型中,若有90°LB6否3 孤电子对,它(们)总是占据赤 定 道平面。 90°B-B022

ClF3分子各种几何构型 的电子对互斥作用分析 电子对互 斥作用 几 何 构 型 构 型 a b c 90° L-L 0 1否 定 0 90° L-B 6否 定 3 4 90° B-B 0 2 2 c 构型是电子互斥作用最小的构型， 即最稳定的构型。 在三角双锥价电子构型中，若有 孤电子对，它（们）总是占据赤 道平面