价层电子对排斥理论
价壳层电子对排斥理论（VSEPR）是一种分子模型，用于预测构成分子的原子的几何结构，其中分子价电子之间的静电作用力在中心原子周围最小化。
该理论也被称为Gillespie–Nyholm理论，是由两位科学家提出的）。Gillespie认为，泡利不相容原理在确定分子几何结构时比静电排斥效应更重要。
根据VSEPR理论，甲烷（CH4）分子是一个四面体，因为氢键相互排斥并均匀分布在中心碳原子周围。
用vsepr预测分子的几何结构
你不能用分子结构来预测分子的几何结构，尽管你可以用路易斯结构。这是VSEPR理论的基础。价电子对自然排列，使它们尽可能彼此远离。这使它们的静电斥力最小化。
以BeF2为例。如果你观察这个分子的刘易斯结构，你会看到每个氟原子都被价电子对包围，除了每个氟原子都有一个与中心铍原子结合的电子。氟价电子尽可能地拉开距离或180°，使该化合物呈线性形状。
如果你再加一个氟原子来制造BeF3，价电子对之间最远的距离是120°，这形成了一个三角形的平面形状。
vsepr理论中的双键和三键
分子几何结构由电子在价壳层中的可能位置决定，而不是由存在多少对价电子决定。为了了解该模型对于双键分子的作用，考虑二氧化碳、二氧化碳。虽然碳有四对成键电子，但在这个分子中只有两个位置可以找到电子（在每个与氧的双键中）。当双键位于碳原子的两侧时，电子之间的排斥作用最小。这形成了一个具有180°键角的线性分子。
再举一个例子，考虑碳酸盐离子，CO3-。与二氧化碳一样，中心碳原子周围有四对价电子。两对是氧原子单键，而两对是氧原子双键的一部分。这意味着电子有三个位置。当氧原子围绕碳原子形成等边三角形时，电子之间的排斥作用最小化。因此，VSEPR理论预测碳酸盐离子将呈三角形平面形状，键角为120°。
vsepr理论的例外
价壳层电子对排斥理论并不总是预测分子的正确几何结构。例外情况的例子包括：
- 过渡金属分子（例如，CrO3为三角双锥，TiCl4为四面体）
- 奇数电子分子（CH3为平面而非三角锥体）
- 某些AX2E0分子（例如，CaF2的键角为145°）
- 某些AX2E2分子（例如，Li2O呈线性而非弯曲）
- 一些AX6E1分子（例如，XeF6是八面体而不是五角锥体）
- 一些AX8E1分子
来源
R.J.Gillespie（2008），配位化学评论第252卷，第1315-1327页，“VSEPR模型的五十年”
- 发表于 2021-09-19 07:06
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- 分类：法律
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