講座五、價(jià)層電子對互斥理論2012年12月22日2中

講座五、價(jià)層電子對互斥理論（2012.12.22,2中，實(shí)驗(yàn)測定。3例如，H2OH2S結(jié)構(gòu)相似，都是角型分子CO32-，平面三角型；SO2-，三角錐型。CO2SO2結(jié)構(gòu)類型也不相同。3３３CSP雜O—C— CO2直線型分３３Π3O—S—，

O119.50一、價(jià)層電子對互斥理論――分子和離子的形1940年威克（Sidgwick）和（Powell）在歸納了許多已知的分子幾何構(gòu)型的基礎(chǔ)上，提出了價(jià)層電子對互斥理論（簡稱VSEPR法，用以預(yù)測簡（R.J.Gillespie名為價(jià)層電子對互斥模型，簡稱VSEPR模型（Valence[`veil?ns]S[?el]Electron[i`lektr?n]Pair[pε?Repulsion[ri`pΛl??n]的縮寫主要應(yīng)用于n型分子或離子中。經(jīng)常遇到的分子或離子[以非金屬原子為中心的單核(即單中)分子或離子用這一理論模型的立體結(jié)構(gòu)很少與事實(shí)不符。1（”排斥作用，在鍵長一定的條件下，相互間距離愈遠(yuǎn)愈穩(wěn)定。作用；第二是Pauli斥力，即由Pauli排斥原理推得的、各個(gè)價(jià)電子對之間存在的⑵、價(jià)層電子對互斥理論認(rèn)為：中心原子A、配位原子或原子團(tuán)X和孤對電子EAXnEm型分子中，中心原子A的周圍配置的原子或原子團(tuán)nX的幾何[l?un]pair）價(jià)層電子對=成鍵電子對+孤對電子2、中心原子周圍價(jià)層電子對數(shù)的確⑴、中心原子周圍的價(jià)層電子數(shù)的來源：由中心原子和配位原子共同提②、配位原子提供的電子數(shù)：H、X（鹵素）為1，可以認(rèn)為氧不提供電子（氧6個(gè)價(jià)電子，從中心原子接受2個(gè)電子形成八隅體③、對于中心原子和配位原子組成的離子，必須考慮與電荷數(shù)相應(yīng)的電子數(shù)⑵、中心原子周圍的價(jià)層電子對數(shù)z（或n+m）的計(jì)算①、分子：z=(中心原子A的價(jià)電子數(shù)+配位原子X提供的電子數(shù)⑶、孤對電子對數(shù)m的計(jì)算正離子m=(中心原子提供的電子數(shù)-與離子電荷相應(yīng)的電子數(shù)2=(中心原子A的族數(shù)-配位原子X的化合價(jià)X的個(gè)數(shù)-與離子電荷相應(yīng)的電子數(shù)21ClF3n=3m=(7-3×1)/2=22n=2m=(5-※NO2m=(5-2×2)/2=0.5m=1來對待，因?yàn)閱坞娮右惨?、中心原子價(jià)層電子對的空間分布形狀如下表所示VSEPR判斷價(jià)層電子對的空間分布價(jià)層電子對23456平面三角正四面體三角雙錐正八面體44、共價(jià)鍵的類型AX電子，但排斥力：叁鍵>雙鍵>單鍵；所以排斥力的大小次序可定性地表示如下斥力：叁鍵－叁鍵斥力：叁鍵－叁鍵>叁鍵－雙鍵>雙鍵－雙鍵>雙鍵－單鍵> 113.3°

117.2°

115.8° S

SO2Cl2正四面體畸變 ClVESPR模型預(yù)測SO2Cl2解：SO2Cl2（氯化硫酰）AY4，VSEPR理想模型為正四面體，S=O鍵是雙鍵，S—Cl鍵是單鍵。根據(jù)如下順序：叁鍵－叁鍵>叁鍵－雙鍵>雙鍵－雙鍵>雙鍵－單鍵>單鍵－單鍵，判斷立體模型應(yīng)為：∠O-S-O>10928'，∠Cl-S-Cl<∠O-S-Cl<10928'，所以SO2Cl2分子的立體結(jié)構(gòu)為正四面體畸變型，即四面體⑵、鍵角：鍵角越小，斥力越大。鍵角⑶、孤對與鍵對：價(jià)層電子對的空間分布形狀與下列斥力有關(guān)孤對電子數(shù)(lone[l?un]pair[pε?]electron[i`lektr?n])=中心原子的價(jià)層電子對數(shù)-斥力：孤對－孤對斥力：孤對－孤對>>孤對－鍵對>鍵夾角：孤對－孤對鍵夾角：孤對－孤對>孤對－鍵對>三角雙錐體形正八面體形90°時(shí)的排斥力120°180°判斷依據(jù)是（一般看90°態(tài)的對－孤對（或孤對－鍵對）數(shù)較少的為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。三角雙錐正八面體對－孤鍵對）數(shù)ICl4-孤－鍵鍵－鍵孤－鍵鍵－鍵孤－孤孤－鍵鍵－鍵孤－孤孤－鍵鍵－鍵穩(wěn)穩(wěn)——————————————————————————————————————————————————————————————對（或 對－鍵01對）數(shù)目4322穩(wěn)定程 穩(wěn) 不穩(wěn) 不穩(wěn)孤－孤 孤－孤 孤－孤孤－鍵 孤－鍵 孤－鍵鍵－鍵 鍵－鍵 鍵－鍵穩(wěn) 不穩(wěn) 不穩(wěn)⑷、電負(fù)性FF

例：實(shí)測值：在SO2F2里∠F-S-F98，而在SO2Cl2里∠Cl-S-Cl102，為解：這種差別可以用順序X弱－X弱>X弱－X強(qiáng)>X強(qiáng)－X強(qiáng)的電負(fù)性變小，則鍵角也變小。鍵角NH3PH3，∠H-P-H=93.3，鍵角H2O>H2綜上所述：推斷空間構(gòu)型的具體步②、鍵角越小，斥力越大。鍵角④、電負(fù)性：排斥力：X弱－X弱＞X弱－X強(qiáng)＞X強(qiáng)－X強(qiáng)無須討論，線性分子，例如HF分子？——————————————————————————————————————————————————————————————?ICl4-中心原子的價(jià)層電子對的排ABn型共價(jià)分子的構(gòu)價(jià)層電價(jià)層電分類電子對排布方分子構(gòu)22033021角價(jià)層價(jià)層電成鍵分子類電子對排布方分子構(gòu)實(shí)440正四面31三角錐22角價(jià)層電子成鍵電分子分子構(gòu)實(shí)5三角雙50三角雙41變形四面32T23價(jià)層電子分子電子對的排分子構(gòu)實(shí)6八面60正八面51四方錐42二、對價(jià)層電子對互斥理論的評1、優(yōu)點(diǎn)：VSEPR法能夠粗略地推測一、二、三周期元素組成的簡單無機(jī)共價(jià)化⑴、判斷少數(shù)含單電子的分子或離子以及由ⅤA和ⅥA族元素形成的一些分子或⑵、VSEPR法適用范圍較窄：VSEPR法不適用于比較復(fù)雜的無機(jī)分子、離子、游離基以及過渡元素配合物（除非d0、5、10，對于有機(jī)分子能適VSEPR模型要復(fù)雜，決定無機(jī)共價(jià)化合物分子的幾何構(gòu)型的主要VSEPR四面體八面體三角錐體四面體四面體堿土金屬的鹵化物CaF2、SrF2、BaF2應(yīng)為彎曲的角形VVSEPR法卻認(rèn)為是直線型。而SOCl-、OClF應(yīng)為角形分子，但VSEPR法卻不能得到同樣彎曲程度比較（彎曲程度大，MgC2CaBr2彎曲程度：中心原子，Ba>Sr>Ca>Mg>Be；配位原子，F(xiàn)>Cl>Br>I⑶、VSEPRCH4的形成和結(jié)構(gòu)以及CO（用雜化軌道理論可以說CH4的形成和價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。C— C— 練習(xí)題：1、求SO42-價(jià)電子對數(shù)(VP)S的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù)=6O加上電荷數(shù)。VP(SO21(6402 2、確定PCl5PCl5中，P5個(gè)價(jià)電子，5C15子對全部是成鍵電子對，因此PCl5（圖形見下面）3、確定ClO3-的空間構(gòu)型在ClO3-中，Cl7個(gè)價(jià)電子，O1個(gè)電子，價(jià)層電子總數(shù)為8個(gè)，價(jià)層電子對數(shù)為4。Cl的價(jià)層電子對的排布為四面體，四面體33O占據(jù)，余下的一個(gè)頂角被孤對電子占據(jù)，m=1/2（7-2×3+1）=1，中心原子的價(jià)電子對數(shù)=1+3因此判斷ClO3-的構(gòu)型：三角錐形，鹵酸根離子4、求PO43-，NH4+，CCl4，NO2，ICl2-，OCl2分子或離子中心原子的價(jià)層電子價(jià)層電子總價(jià)層電子對價(jià)層電子總價(jià)層電子對44544解90作用對數(shù)篩選結(jié)l-010(I)和l-6不再考4b-不再考6、判斷SF4分子的穩(wěn)定構(gòu)型SF4屬41Y，其PR理想模型為三角雙錐體，排除孤對電更合理呢？畫出可能有的電方向角度作用對數(shù)篩選結(jié)l-00l-32b-不再考結(jié)論：lp占據(jù)水平方向三角形，穩(wěn)定分子構(gòu)型為變形四面體(蹺蹺板形)7、2009年市高中學(xué)生化學(xué)競賽試卷（高中二年級(jí)）第6題（6分） 答—I— I F FF I F8、2006年9月高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級(jí)賽區(qū)）試題第11B P （2分，畫不畫磷上的孤對電子不影響得分9、確定SO2的分子構(gòu)解：S的獨(dú)電子對數(shù)m=1/2（6-2×2）=1S的價(jià)電子對數(shù)=1＋2=3判斷：SO2的構(gòu)型：V10、學(xué)會(huì)第25屆高中學(xué)生化學(xué)競賽（2011年9月11日）第11-320世紀(jì)60年代維也納大學(xué)V.Gutmann研究小組，三原子分子A可由SF4NH3反應(yīng)合成；AAgF227℃的三元化合物B。A和B分子中的中心原子與同種端位原子的核間距幾乎相等；B分子有一根三重軸3A和B的結(jié)構(gòu)式（明確示出單鍵和重鍵，不在紙面上的鍵用解析：S(s)+2F2(g)=SF4(g)，ΔrHm=-763kJ?mol-1；SF4，sp3d雜化；畸變四面體根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，確定NSF空間構(gòu)型，中心原子S室溫下不穩(wěn)定。它與三氟化硫氮（NSF3）一起都是其他硫-氮-氟化合物的。氟化硫雜氮用化銀氧化可得三氟化硫氮?；yg2是強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)氟化劑。 4，孤對電子數(shù)0。[孤對電子對數(shù)m=(中心原子S的族數(shù)-配位原子N的化合價(jià)×N三氟化硫氮三氟