当前课程知识点:无机化学 > 第8章 分子结构 > 8.3 价层电子对互斥理论 > 8.3.1 价层电子对互斥理论
同学你好
今天这一小节的知识点是价层电子对互斥理论
我们应用杂化轨道理论可以很好的解释一些
共价型分子的空间构型问题
但是杂化轨道理论不能预见分子的空间构型
那么在杂化轨道理论的基础之上
在20世纪60年代的时候
吉勒斯比和尼霍姆提出了价层电子对互斥理论
下面我们看一看这个互斥理论的基本要点
第一点
分子或离子的空间构型取决于
中心原子的价层电子对的数目
以及电子对之间的静电排斥力
第二点
不同价电子对之间的排斥作用力大小是不同的
那么他们的排斥力有什么区别
孤对电子之间的排斥力
要大于孤对电子对和成键电子对之间的排斥力
大于成键电子对之间的斥力
那么也就是说这三种类型
这个排斥力
其中成键电子对之间的排斥力是最小的
那么对于成键电子对来说
叁键的斥力要大于双键的斥力大于单键的斥力
那么这里面我们补充说明一点
对于成键电子队来说
它是一个什么概念
它等于成键原子的数目
那么换句话说
不论这个中心原子与成键原子之间是
单键双键还是叁键
那么我们在计算成键电子对的时候
都是按照一对成键电子对来进行计算的
第三点
价电子对之间除了和它的类型有关以外
那么它夹角越小的时候
它的斥力是越大的
换句话说
在形成分子的过程当中
那些斥力大的电子对
应该保持一个尽量远离的状态
你比如说四氟化氙分子
四氟化氙分子里面这里面它有两对孤对电子
所以在形成四氟化氙份子的时候
这两个孤对电子占据的是平面上方和下方
是180度最远的位置
那么四个氟原子在一个平面上
形成的是一个平面正方形分子
那么利用价层电对互斥理论
我们可以去预见一些分子的空间构型问题
下面我们先看一看价层电子对的计算方法
这里面有一个计算公式
价层电子对数等于什么
等于中心原子的价电子数
加上配位原子提供的价电子数
然后除以二
这是价电子对数的计算方法
那么针对这个价电子对数的计算
我们有几点说明
第一点说明
如果我们计算的是一个离子的价电的对数
那么这时候我们要考虑离子所带的电荷数
如果是阴离子
我们要把这个负电荷加上
如果是阳离子
我们要把这正电荷减去
第二点
如果成键原子是配位原子
与中心原子之间形成不同类型的化学键的时候
形成单件的时候
计算的时候
配位原子所提供的价电子数
我们就按照一来计算
如果是双键的话
配位原子提供的价电子数就是零
如果是叁件的话
配位原子提供的价电子数是-1
那么这个计算原则
和我们刚才所讲的成键电子对
无论是单键双键和叁键
我们都是按照一对计算是有关系的
第三点是如果中心原子价层电子中
有成单的电子
也就是说假如我们除以二算出来是4.5
那么我们计算的时候按照一对来处理
也就是说如果是4.5
我们就按照五来进行计算
第四点
孤对电子对数等于什么
等于我们计算出来的价层电子对的总的数目
减去成键电子对的数目
下面我们要应用价层电对互斥理论
来确定一下分子的空间构型
那么确定构型的步骤主要是两步
第一步
首先我们要通过计算确定中心原子的
价层电子对的总数
那么以及这里面所含有的成键电子对数
和孤对电子的数目
在我们书上有一个表格
针对价层电子对不同的数目
它有一个价层电子对的空间构型
第二步
我们要在价层电子对的空间构型的基础之上
根据斥力最小的原则
确定分子可能采取的实际的最稳定的构型
例如我们以三氯化氟分子为例
首先中心原子是氯原子
我们计算一下价层电子对的总数
对于氯原子来说
中心原子所提供的电子数是七个
这是氯和氟之间是三个单键
每个氟原子提供一个电子
所以配位原子所提供的电子总数是三
那么价层电子对数计算出来就是五
根据我们书上的价层电子对空间构型的表格
我们可以看出来
价层电子对数是五的时候所对应的价层
电子对的空间构型是三角双锥体
那么我们再来看一下
对于三氯化氟分子来说
我们计算出来的价层电子对的总数是五
那么成键电子对数应该是三
所以孤对电子数就应该是
5-3等于2对孤对电子
分子可以采取的空间构型有ABC3种方式
那么下面我们要根据斥力最小的原则
判断一下分子究竟采取的是
A构型B构型还是C构形
那么怎么判断
我们观察一下在这三种分子里面
那么我们知道夹角越小的时候吃力越大
孤对电子和孤对电子之间的斥力
要大于成键电子对和孤对电子之间的斥力
以及大于成键电队之间的斥力
那么我们需要寻找一下
在三种分子空间构型里面
夹角最小的电对之间的斥力情况
那么我们判断一下夹角最小的情况下
就是占90度的
我们先看看A构型
在A构型里面呈90度的
孤电对和孤电子对之间的斥力
那么孤电对在哪
这是一个孤电对
这是一个孤电子对
成90度角的那么有一对
然后我们再来看看孤对电子对和成键电子对
我们可以判断一下
这是一对
这是一对
那么这是一对
所以这样的话
孤对电子和成键电子对之间呈90度的有三对
然后成键电子对和成键电子对成90度的
这里面有两对
一个是这个一个是这个
所以这个就是第一种A构型的话
那么它成90度的电对之间的斥力情况
同样的话我们可以判断出
B构型和C构型之间的情况
这是一个统计的表格
那么按照这个表格我们判断一下
其中孤对电子和孤对电子的斥力是最大的
然后我们再来看B和C
B和C购型
那么孤对电子和成键电子对之间的斥力
会大于后面成键电子对之间的斥力
这里面B构型有六对成90度的情况
所以这样话我们把B构型也给他pass掉了
那么最后分子可能采取的就是C构型
就是这个形式
那么实际上的三氯化氟分子的空间构型
就是这个梯形的结构
所以这样的话我们应用价层电子对互斥理论
我们可以很好的解释和预见分子的空间构型
这也是价层电子对的成功之处
应用价层电子对互斥理论
在解释分子空间构型的时候
那么它也不是万能的
对于一些特殊类型的分子它也有存在局限性
你比如说一些强极性的分子
像氧化锂
那么氧化锂的分子空间构型
就不仅仅的决定于氧原子的加强电子对数
它和什么有关系
它和锂离子之间的排斥力有关
配位原子的排斥力在价层电子对互斥理论
是没有考虑的
还有一些像具有离域键的分子和离子
具有孤对电子对的分子和离子
还有一些过渡金属配合物
在解释分子空间构型的时候
这个价层电子对互斥理论会出现一定的误差
这一小节的知识点就讲到这里
-1.1 物质的聚集状态和分压定律
--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题
--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律
-1.2 稀溶液的依数性
--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质
--第1.2节测试 稀溶液的依数性
-第1章测试 物质的聚集状态
-2.1 化学热力学基本概念
--第2.1节测试 化学热力学基本概念
-2.2 化学反应热效应
--第2.2节测试 化学反应的热效应
-2.3 化学反应热效应计算
--第2.3节测试 化学反应热效应计算
-2.4 化学反应方向判据
--第2.4节测试 化学反应方向判据
-第2章测试 化学热力学基础
-3.1 影响化学反应速率的因素
--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素
-3.2 化学反应速率理论
--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程,这种说法对吗?
--第3.2节测试 化学反应速率理论
-3.3 化学平衡理论
--第3.3节测试 化学平衡理论
-3.4 化学平衡移动
--第3.4节测试 化学平衡移动
-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡
-4.1 酸碱理论
--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点?
--第4.1节测试 酸碱理论
-4.2 水的电离平衡
--第4.2节测试 水的电离平衡
-4.3 弱酸弱碱平衡
--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡
-4.4 盐水解平衡
--第4.4节测试 盐水解平衡
-4.5 缓冲体系
--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统,最重要的是哪一个?
--第4.5节测试 缓冲体系
-第4章测试 酸碱平衡
-5.1 溶度积常数
--第5.1节测试 溶度积常数
-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系
--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系
-5.3 溶度积规则
--第5.3节测试 溶度积规则
-5.4 影响沉淀生成因素
--第5.4节测试 影响沉淀生成因素
-5.5 分步沉淀
--第5.5节测试 分步沉淀
-5.6 沉淀溶解
--第5.6节测试 沉淀溶解
-5.7 沉淀转化
--第5.7节测试 沉淀转化
-第5章测试 沉淀-溶解平衡
-6.1 原电池
--第6.1节测试 原电池
-6.2 电极电势
--第6.2节测试 标准电极电势
-6.3 Nernst方程
--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点?
--第6.3节测试 电极电势Nernst方程
-6.4 电极电势的应用
--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气,但可从氢碘酸中置换出氢气
--第6.4节测试 电极电势应用
-6.5 元素电势图及其应用
--第6.5节测试 元素电势图及其应用
-第6章测试 氧化还原平衡
-7.1 玻尔氢原子模型
--第7.1节测试 玻尔氢原子模型
-7.2 波粒二象性
--第7.2节测试 波粒二象性
-7.3 薛定谔方程
--第7.3节测试 薛定谔方程
-7.4 四个量子数
--第7.4节测试 四个量子数
-7.5 波函数角度分布图
--第7.5节测试 波函数角度分布图
-7.6 多电子原子结构
--第7.6节测试 多电子原子结构
-7.7 元素性质的周期性变化
--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势,其中有哪些特例
--第7.7节测试 元素性质的周期性变化
-第7章测试 原子结构与元素周期律
-8.1 现代价键理论
--第8.1节测试 现代价键理论
-8.2 杂化轨道理论
--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序?
--第8.2节测试 杂化轨道理论
-8.3 价层电子对互斥理论
--第8.3节测试 价层电子对互斥理论
-8.4 分子轨道理论
--第8.4节测试 分子轨道理论
-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系
-第8章测试 分子结构
-9.1 晶体结构
--第9.1节测试 晶体结构
-9.2 金属键理论与金属晶体
--第9.2节测试 金属键与金属晶体
-9.3 离子键与离子晶体
--第9.3节测试 离子键与离子晶体
-9.4 离子极化理论
--第9.4节测试 离子极化理论
-9.5 分子间力与分子晶体
--第9.5节测试 分子间力与分子晶体
-9.6 氢键
--第9.6节测试 氢键
-第9章测试 晶体结构
-10.1 配位化合物组成及命名
--第10.1节测试 配位化合物组成和命名
-10.2 配合物解离平衡
--第10.2节测试 配合物解离平衡
-10.3 配合物解离平衡的移动
--第10.3节测试 配合物解离平衡移动
-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
-10.5 配合物的晶体场理论
--第10.5节测试 配合物的晶体场理论
-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色,但是锌离子、银离子无色
-第10章测试 配位化学基础
-第11章测试 氢和稀有气体
-第12章测试 碱金属和碱土金属
-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素
-第14章测试 氧族元素和卤素
-第15章测试 过渡元素
-动植物体中微量元素的检测
-趣味实验小视频
--糖球烧焦案.m
--指纹重现江湖
--紫甘蓝汁的传奇