價(jià)層電子對(duì)互斥理論

價(jià)層電子對(duì)互斥理論價(jià)層電子對(duì)互斥理論（英文:ValenceShellElectronPairRepulsion（VSEPR））,是一個(gè)用來(lái)預(yù)測(cè)單個(gè)共價(jià)分子形態(tài)的化學(xué)模型。理論通過計(jì)算中心原子的價(jià)層電子數(shù)和配位數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型，并構(gòu)建一個(gè)合理的路易斯結(jié)構(gòu)式來(lái)表示分子中所有鍵和孤對(duì)電子的位置。理論基礎(chǔ)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的基礎(chǔ)是，分子或離子的幾何構(gòu)型主要決定于與中心原子相關(guān)的電子對(duì)之間的排斥作用。該電子對(duì)既可以是成鍵的，也可以是沒有成鍵的（叫做孤對(duì)電子）。只有中心原子的價(jià)層電子才能夠?qū)Ψ肿拥男螤町a(chǎn)生有意義的影響。分子中電子對(duì)間的排斥的三種情況為：?孤對(duì)電子間的排斥（孤-孤排斥）；?孤對(duì)電子和成鍵電子對(duì)之間的排斥（孤-成排斥）；?成鍵電子對(duì)之間的排斥（成-成排斥）。分子會(huì)盡力避免這些排斥來(lái)保持穩(wěn)定。當(dāng)排斥不能避免時(shí)，整個(gè)分子傾向于形成排斥最弱的結(jié)構(gòu)（與理想形狀有最小差異的方式）。孤對(duì)電子間的排斥被認(rèn)為大于孤對(duì)電子和成鍵電子對(duì)之間的排斥，后者又大于成鍵電子對(duì)之間的排斥。因此，分子更傾向于最弱的成-成排斥。配體較多的分子中，電子對(duì)間甚至無(wú)法保持90°的夾角，因此它們的電子對(duì)更傾向于分布在多個(gè)平面上。下面是價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)的分子形狀表。電子對(duì)數(shù)雜化類型（混層類型）軌道形狀單電子對(duì)數(shù)（孤電子對(duì)）分子形狀例2sp直線型0直線型BeCl、二氧化碳23SP2平面正三角形0平面正三角形三氯化硼1V字型（角型、彎曲型）二氧化硫

4SP3正四面體0正四面體甲烷1三角錐氨2V字型（角型、彎曲型）水5sp3d三角雙錐0三角雙錐五氯化磷1變形四面體（蹺蹺板型）TeCl42T字型C1F33直線型I3-6Sp3d2正八面體0正八面體六篇化硫1四方錐IF52平面十字型IC14-3T字型4直線型7Sp3d3五角雙錐0五角雙錐IF71五角錐電子對(duì)數(shù)沒有孤電子對(duì)1個(gè)孤電子對(duì)2個(gè)孤電子對(duì)3個(gè)孤電子對(duì)（基本形狀）直線型平面三角形型角型四面體型三角錐型角型三角雙錐型變形四面體型T字型直線型八面體型四角錐型平面四方形型五角雙錐型五角錐型四方反棱柱型分子類

型AXEnAXE0AXE21AXE22AXE23AXE30AXE31AXE32AXE0AXE41AXE42AXE0AXE51分子形狀雙原子分子（直線型）直線型角型角型直線型平面三角形型三角錐型T字型四面體型變形四面體型平面四方形型三角雙錐型四角錐型中心原子價(jià)電子對(duì)的排分子的幾何

布方式t構(gòu)型*實(shí)例HF、O2BeCl2、HgCl2、CO2no2-、SO2、O3HO、OF22XeF2、I3-bf3、CO;-、NO「、SO3NH、PClClR、BrF3CH4、PO3-、SO42-、ciO4-44SF4XeF4PCl5ClF5、BrF5AXE60AXE1AXE0AXE80八面體型五角錐型五角雙錐型四方反棱柱型SF6XeOF5-、IOF52-[1]IF7XeF2-8t孤電子對(duì)以淡黃色球體表示。t分子的實(shí)際幾何構(gòu)型，即不包含孤對(duì)電子的構(gòu)型。價(jià)層電子對(duì)互斥理論常用AXE方法計(jì)算分子構(gòu)型。這種方法也叫ABE,其中A代表中心原子，X或B代表配位原子，E代表孤電子對(duì)。范例甲烷分子（CH,是四面體結(jié)構(gòu)，是一個(gè)典型的AX型分子。中心碳原子周圍有四個(gè)電子對(duì)，四木氫原子位于四面體的頂點(diǎn)，鍵角（4H-C-H）為109°28'。一個(gè)分子的形狀不但受配位原子影響，也受孤對(duì)電子影響。氨分子（NH）中心原子雜化類型與甲烷相同（sp3），分子中有四個(gè)電子云密集區(qū)，電子云分布依然呈四面體。其中三個(gè)是成鍵電子對(duì)，另外一個(gè)是孤對(duì)電子。雖然它沒有成鍵，但是它的排斥力影響著整個(gè)分子的形狀。因此，這是一個(gè)AXE型分子，整個(gè)分子的形狀是三角錐形，因?yàn)楣聦?duì)電子是不可“見”的。3事實(shí)上，電子對(duì)數(shù)為七是有可能的，軌道形狀是五角雙錐。但是它們僅存在于不常見的化合物之中，比如在六氟化氙中，有一對(duì)孤電子，它的構(gòu)型趨向于八面體結(jié)構(gòu)，因?yàn)楣聦?duì)電子傾向于位于五角形的平面上。另一個(gè)例子為七氟化碘，碘沒有孤電子，七個(gè)氟原子呈五角雙錐狀排列。電子對(duì)數(shù)為八也是有可能的，這些化合物一般為四方反棱柱體結(jié)構(gòu)，［2］例子有八氟合氙酸亞硝酰中的［XeF*-離子［3］［4］以及八氰合鉬（IV）陰離子8［Mo（CN）8］4-和八氟合鋯（V）陰離子［ZrFj4-。例外在一些化合物中VSEPR理論不能正確的預(yù)測(cè)分子空間構(gòu)型。過渡金屬化合物許多過渡金屬化合物的幾何構(gòu)型不能用VSEPR理論解釋，可以歸結(jié)于價(jià)層電子中沒有孤對(duì)電子以及核心的d電子與配體的相互作用。［5］這些化合物的結(jié)構(gòu)可以用VALBOND理論預(yù)測(cè)，包括金屬氫化物和烷基配合物（例如六甲基鎢），這個(gè)理論的基礎(chǔ)是sd雜化軌道和三中心四電子鍵模型。［6］［7］晶體場(chǎng)理論是另一個(gè)經(jīng)常可以解釋配合物幾何構(gòu)型的理論。IIA族鹵化物較重堿土金屬的三原子鹵化物的氣相結(jié)構(gòu)(例如：鈣、鍶、鋇的鹵化物，MX)并2不像預(yù)測(cè)的那樣為直線型，而是V形。(X-M-X的大致鍵角：CaF,145°;SrF,120°;BaF，108°；SrCl，130°；BaCl，115°；BaBr，115°；2BaI，105°).28],222...._2一2格萊斯皮(RonaldGillespie)提出這是因?yàn)榕潴w與金屬原子的內(nèi)層電子發(fā)生相互作用，極化使得內(nèi)層電子云不是完全球面對(duì)稱，因此導(dǎo)致了分子構(gòu)型的變化。[5][9]]一些AX2E2型分子一個(gè)例子是氧化鋰分子，即LiO，它的中間構(gòu)型是直線型而不是彎曲的，這一點(diǎn)可以歸結(jié)于如果構(gòu)型是彎曲繇，鋰原子之間將產(chǎn)生強(qiáng)烈的排斥作用。[10]另一個(gè)例子是O(SiH)(二甲硅醚)的Si-O-Si鍵的鍵角為144.1°，與其他分子中的鍵角相比差別3較大，比如ClO(110.9°)、(CH)O(111.7°)以及N(CH)?......2.一32?.33(110.9°)。格萊斯皮的合理解釋是孤對(duì)電子的位置不同。當(dāng)配體的電負(fù)性與中心原子類似或更大時(shí)，孤對(duì)電子有能力排斥其他電子對(duì)，導(dǎo)致鍵角較小。[5]當(dāng)中心原子電負(fù)性較大時(shí)，就像O(SiH)中，孤對(duì)電子的定域不明顯，排斥作用較弱，這種結(jié)合導(dǎo)致了強(qiáng)配體之間的排斥2(-SiH與上面的例子相比是一個(gè)比較大的配體)使得Si-O-Si鍵的鍵角比預(yù)想的要大。3⑸一些形如AX6E1的分子一些A^6E型分子，例如含有Te(IV)或Bi(III)離子的化合物如TeC*-、TeBr2-.BiCl3-、6§iBr3-和BiI3-是正八面體結(jié)構(gòu)；其孤對(duì)電子并不影響其構(gòu)型皿。種合理化S解釋是因?yàn)榕浯苍优帕械膿頂D沒有給孤對(duì)電子留下空間[5]；另一種合理化解釋是惰性電子對(duì)效應(yīng)。