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2.2.2 价电子对互斥理论和等电子原理
学习目标定位
1、理解价电子对互斥理论和等电子原理，能根据有关理论、原理判断简单分子或离子的空间构型。
一、价电子对互斥理论
1. 观点：
(1)分子中的中心原子的价电子对——成键电子对(bp)和孤对电子对(lp)由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。
(2)两个原子间的成键电子不论是单键还是多重键，都看作一个空间取向，孤对电子对也看作一个空间取向。
先分析分子中的中心原子的价电子对存在几个空间取向，再让这几个空间取向尽量彼此远离，就可以推测出分子的空间结构。
一、价电子对互斥理论
1. 观点：
(3)当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，就要求尽可能采取对称结构。
成键电子对之间斥力由大到小顺序：叁键—叁键＞叁键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单键—单键。
ABn 范例 空间构型
n＝2 CO2、BeCl2
n＝3 CH2O、BF3
n＝4 CH4、CCl4
n＝5 PCl5
n＝6 SF6
直线形
平面三角形
正四面体形
三角双锥形
正八面体形
一、价电子对互斥理论
1. 观点：
(4)当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间都存在斥力，且大小不同，从而影响分子的空间构型。
含孤电子对的斥力由大到小顺序：lp—lp＞lp—bp＞bp—bp。( P50 )
① H2O 为 AB2 型分子，氧原子上的两对孤电子对参与互相排斥，所以 H2O 分子的空间构型为 V 形而不是直线形。
② NH3 为 AB3 型分子，氮原子上有一对孤电子对参与互相排斥，故 NH3 的空间构型不能为平面三角形。
③ 电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小。
2. 常见分子的价电子对互斥模型和空间构型
σ键成键电子对数 孤电子对数 价电子对数目 电子对的排列方式 价电子对空间构型 分子或离子的空间构型 实例 杂化类型
2
3
2
4
3
2
0
0
1
0
1
2
2
3
4
直线形
三角形
四面体形
直线形
平面三角形
V形
四面体形
三角锥形
V形
BeCl2、CO2
BF3、BCl3
PbCl2
CH4、CCl4
NH3
H2O
sp2
sp
sp2
sp3
sp3
sp3
meiyangyang8602
价电子对互斥理论
杂化轨道理论可以解释分子的空间结构
但对未知分子的空间结构如何预测性？
1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。
这种理论模型后经吉列斯比和尼霍尔姆在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR。
一、价电子对互斥理论
3. ABm 型分子中心原子价电子对数目的计算方法
方法一：
(1)
(2)σ 键数 = 中心原子结合的配位原子数
(3)价电子对数 = σ 键数 + 孤对电子数
配位原子的未成对电子数确定方法：与中心原子结合的原子称为配位原子，氢原子为1，其他原子＝8－该原子的最外层电子数。
一、价电子对互斥理论
3. ABm 型分子中心原子价电子对数目的计算方法
方法二：
(1)
(2)σ 键数 = 中心原子结合的配位原子数
(3)孤对电子数 = 价电子对数－ σ 键数
在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定
注意事项
(1)作为配位原子，卤素原子和 H 原子均提供 1 个电子，氧族元素的原子不提供电子。
(2)作为中心原子，卤素原子按提供 7 个电子计算，氧族元素的原子按提供 6 个电子计算。
(3)对于复杂离子，在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。如 PO43－ 中 P 原子价电子数应加上 3，而 NH4+ 中 N 原子的价电子数应减去 1。
(4)计算电子对数时，若剩余 1 个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作 1 对电子处理。
(5)双键、叁键等多重键作为 1 对电子看待。
判断正误
(1)孤电子对的空间排斥力大于σ键电子对的排斥力(　　)
(2)价电子对就是σ键电子对(　　)
(3)VSEPR模型和分子的空间结构一定是一致的(　　)
(4)SO2与CO2分子的组成相似，故它们的空间结构相同(　　)
(5)价电子对数等于杂化轨道数(　　)
×
√
×
×
√
应用体验
1.(1)利用VSEPR理论推断分子或离子的空间结构。 ；CS2 ；AlBr3(共价分子) 。
(2)按要求写出第2周期非金属元素构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子： ，三角锥形分子： ，四面体形分子： 。
正四面体形
直线形
平面三角形
BF3
NF3
CF4
应用体验
2.分析下列微粒中心原子的杂化轨道类型和空间结构：
sp2
平面三角形
sp3
sp3
sp3
sp3
sp2
sp2
三角锥形
正四面体形
正四面体形
角形
平面三角形
角形
跟踪强化
1、利用价电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间构型。
(1) H2Se______________；(2) OF2______________；
(3) BCl3______________；(4) PCl3______________；
(5) SiCl4______________；(6) SO2______________；
V 形
V 形
平面三角形
三角锥形
正四面体形
V 形
跟踪强化
2、根据价电子对互斥理论及原子的杂化轨道理论判断，NF3 分子的空间构型和中心原子的杂化方式为(　　)
A．直线形、sp1 杂化
B．平面三角形、sp2 杂化
C．三角锥形、sp2 杂化
D．三角锥形、sp3 杂化
D
二、等电子原理
1. 观点：
(1)等电子原理是指化学通式相同（原子总数相同）、价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间构型和化学键类型等结构特征，它们的许多性质(主要是物理性质)是相近的。
(2)满足等电子原理的分子或离子互称为等电子体。
二、等电子原理
2. 举例
分子 N2 CO
结构 原子数 2 2
电子数 14 14
价电子数 10 10
空间构型 直线形 直线形
性质 沸点/℃ －195.81 －191.49
熔点/℃ －210.00 －205.05
液体密度/g·cm－3 0.796 0.793
二、等电子原理
4. 书写等电子体的方法
(1)同主族替换法
同主族元素最外层电子数相等，故可将粒子中一个或几个原子换成同主族元素原子，如O3与SO2、CO2与CS2互为等电子体。
(2)左右移位法
①将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少 n (n＝1，2等) 的原子，如N2与 CO、N3－ 和CNO－ 互为等电子体。
②将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素带n个单位电荷的阳离子(或阴离子)，如 C22－与 NO＋、N2O 和 N3－ 互为等电子体。
二、等电子原理
4. 书写等电子体的方法
(3)叠加法
互为等电子体的微粒分别再增加一个相同的原子或同主族元素的原子，如N2O与CO2互为等电子体。
等电子体的价电子总数相同，而不是电子总数相同。
二、等电子原理
3. 常见的等电子体
类型 实例 空间构型
双原子10价电子
三原子16价电子
三原子18价电子
四原子24价电子
四原子26价电子
五个原子8价电子
五个原子32价电子 N2、CO、CN－、C22－
CO2、CS2、N2O、N3－、SCN－、BeCl2
NO2－、O3、SO2
NO3－、CO32－、SiO23－、BF3、SO3
NF3、PCl3、NCl3、SO32－
CH4、NH4＋、SiH4
SiF4、CCl4、BF4－、SO42－、PO43－
直线形
直线形
V形
平面三角形
三角锥形
正四面体形
跟踪强化
4.回答下列问题：
(1)用价电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间结构：
① ；②BBr3 ；③CHCl3 ；
④SiF4 ；⑤ 。
角形
平面三角形
四面体形
正四面体形
平面三角形
跟踪强化
2、等电子体的结构相似、物理性质相似，下列各对粒子中，空间结构相似的是
(　　)
A．SO2 与 O3 B．CO2 与 NO2
C．CS2 与 NO2 D．PCl3 与 BF3
A
跟踪强化
3、关于CO2与CS2的下列说法正确的是(　　)
A．它们互为等电子体
B．CO2 为直线形，CS2 为 V 形
C．它们分子中的化学键类型不同
D．CS2 比 CO2 稳定
A
4.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，判断下列说法中正确的是( C )
A.若n＝2，则分子的空间结构为V形
B.若n＝3，则分子的空间结构为三角锥形
C.若n＝4，则分子的空间结构为正四面体形
D.以上说法都不正确
跟踪强化
跟踪强化
5.有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其
球棍模型如图所示： ， 。下列说法错误的是( C )
A.X的组成为CH3+ B.Y的组成为CH3-
C.X的价层电子对数为4 D.Y中键角小于120°

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