價電子對數

價電子對數,指的是分子中存在孤對電子對的數量。

互斥理論

價電子對數 價電子對數

——一種快速判斷分子和離子構型的方法

分子中的價電子對(包括成鍵電子對n,和孤電子對m)由於相互排斥作用,儘可能趨向彼此遠離以減小斥力。
【注意】如果分子中存在孤對電子對,由於孤對電子對比成鍵電子對更靠近原子核,它對相鄰成鍵電子對的排斥作用較大,因而使相應的鍵角變小。

價電子對數計算

價電子對數 價電子對數

(1)價電子對數=成鍵電子對n + 孤電子對m

(2)成鍵電子對n=與中心原子成鍵的原子個數

(3)孤電子對m=(中心原子價電子數-與中心原子結合的原子未成對電子數和)/2

(4)陽離子在分子上減去所帶電荷數 陰離子在分子上加上所帶電荷數

價電子對數與雜化軌道空間構型關係


2
3 4 5 6
雜化軌道空間構型 直線形 平面三角形 正四面體 三角雙錐 正八面體

推斷分子空間構型的具體步驟

⑴、先確定中心原子的價層電子對數,再確定雜化軌道的空間構型

n=2 直線形

n=3 平面三角形

n=4 正四面體

⑵、確定中心原子的孤對電子對數,推斷分子的空間構型。

① 若孤電子對數為0,則分子的空間構型和雜化軌道的空間構型相同

② 若孤電子對數不為0,則分子的空間構型和雜化軌道的空間構型不同。

分子 CO2 BeCl2 BF3 CH4 HeO2 NH3
價電子對數 2 2 3 4 4 4
雜化軌道構型 直線形 直線形 正三角形 正四面體 正四面體 正四面體
有無孤對電子
分子空間結構 直線形 直線形 平面三角形 正四面體 V形 三角錐形

推斷離子空間構型的方法

方法同分子空間構型的確定。區別在於算中心原子價電子對數時,正離子應減去電荷數,負離子應加上電荷數。

空間構型

對於ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子中的價電子對數可以用下式計算:

公式圖 公式圖

n=(中心原子的價電子數+每個配位原子提供的價電子數×m)/2

價電子對數目為2、3、4時,價電子對的幾何分布分別呈直線形、平面三角形、正四面體構型。

注意:

①中心原子的價電子數等於中心原子的最外層電子數。

②配位原子中鹵素原子、氫原子提供一個價電子,氧原子和硫原子按不提供價電子計算,但做為中心原子時提供6個價電子。

③若討論的是離子,應加上或減去離子的電荷數。(陽離子應減去電荷數,陰離子應加上電荷數。)

雜化類型與軌道空間構型及分子構型的關係

雜化類型 雜化類型 雜化軌道空間構型 分子空間構型
sp雜化 SP 直線形直線形
sp2雜化 SP2 平面正三角形 平面三角形 V形
sp3雜化 SP3 正四面體形 正四面體形 三角錐形 V形

小結:

對於ABm型分子,若價電子對數與配位原子數目相等,則分子的空間構型與雜化軌道的空間構型相同。

若價電子對數與配位原子數目不等,則中心原子的孤電子對影響分子的空間構型。

含碳原子軌道雜化方式的判斷

看中心原子有沒有形成雙鍵或叄鍵,如果有1個叄鍵,則其中有2個π鍵,用去了2個p軌道,形成的是sp雜化;如果有1個雙鍵則其中有1個π鍵,形成的是sp2雜化;如果全部是單鍵,則形成的是sp3雜化。即:每個碳原子的雜化軌道數=碳原子所成的σ鍵數。

等電子原理

具有相同價電子數(指全部電子總數或價電子總數)和相同原子數的分子或離子具有相同的結構特徵。符合等電子原理的分子或離子稱為等電子體。

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