vsepr 模型有几种核心是价层电子对互斥模型,按照中心原子价层电子对总数来划分理想电子对空间构型,一共包含 5 种基础理想电子构型,分别是 2 对直线形,3 对平面三角形,4 对四面体形,5 对三角双锥形,6 对八面体形,这里要区分两个概念,vsepr 电子对构型是所有价层电子对包括成键电子对和孤电子对的排布,分子空间构型是扣除孤电子对之后剩下成键原子形成的外形,分子构型种类会比电子对构型更多,考试经常容易把两者混淆。之所以划分成这五种,是因为 vsepr 理论的核心原理是中心原子周围的价层电子对互相排斥,会自动调整位置,让电子对之间距离最远排斥力最小,每一组电子对总数对应一种能量最低的理想空间排布,电子对数目增加,对应的几何构型就固定对应上面五种基础类型。使用的时候第一步计算中心原子价层电子对数,价层电子对数等于成键电子对数加上孤电子对数,第二步对照总数确定 vsepr 理想电子构型,第三步再去掉孤电子对,推导最终分子空间构型。总结来说 vsepr 模型基础理想电子构型一共 5 种,如果继续细分分子空间构型,会衍生出更多形态,做题的时候一定要分清题目问的是电子对构型还是分子构型。
五种基础 vsepr 电子构型对照表
| 价层电子对数 | 理想 vsepr 电子构型 | 键角参考 |
|---|---|---|
| 2 | 直线形 | 180 度 |
| 3 | 平面三角形 | 120 度 |
| 4 | 四面体形 | 109.5 度 |
| 5 | 三角双锥形 | 90 度 120 度 180 度 |
| 6 | 八面体形 | 90 度 180 度 |
深度原理补充
价层电子对包含成键电子对和孤电子对,孤电子对只受中心原子核吸引,电子云更肥大,排斥能力比成键电子对更强,所以真实分子里面键角经常会比理想键角偏小,比如水分子价层电子对是 4 对,vsepr 电子构型是四面体形,但是存在两对孤电子对,分子实际空间构型变成 V 形,键角小于 109.5 度。三角双锥构型里面,电子对分为赤道位置和轴向位置,孤电子对优先占据赤道位,这样排斥作用更小,这是 vsepr 模型里面很重要的判断规则。八面体形如果出现两对孤电子对,孤电子对会选择对位,也就是互相处于 180 度,让排斥降到最低。注意 vsepr 模型是简化理论,适合主族元素分子,过渡金属配合物里面很多情况 vsepr 预测会失效,不能强行套用。
完整推导步骤
1 确定分子中心原子
2 计算中心原子价电子数,加上配位原子提供电子,离子还要加上或者减去电荷
3 总价电子除以 2,得到价层电子对数
4 根据电子对数,对照表格确定 vsepr 理想电子构型
5 区分里面成键电子对和孤电子对数量
6 移除孤电子对,推导分子真实空间构型
7 判断孤电子对排斥效应,预估键角是否偏离理想数值
分子空间构型衍生类型补充
电子对数 2,孤电子对 0,分子构型直线形
电子对数 3,孤电子对 0,平面三角形,孤电子对 1,V 形
电子对数 4,孤电子对 0,正四面体,孤电子对 1,三角锥形,孤电子对 2,V 形
电子对数 5,孤电子对 0,三角双锥,孤电子对 1,变形四面体,孤电子对 2,T 形,孤电子对 3,直线形
电子对数 6,孤电子对 0,正八面体,孤电子对 1,四方锥,孤电子对 2,平面正方形
【常见问题】
问题 1 vsepr 模型有几种 电子构型和分子构型是一回事吗
回答 1 vsepr 模型有几种,电子构型和分子构型不是一回事,vsepr 模型的电子构型是全部价层电子对排布一共五种,分子构型是只看成键原子外形,种类更多,vsepr 模型有几种做题的时候一定要区分题干问法。
问题 2 vsepr 模型有几种 价层电子对数是 5 是什么构型
回答 2 vsepr 模型有几种,价层电子对数等于 5 的时候,vsepr 模型理想电子构型是三角双锥形,vsepr 模型有几种里面这是第五种基础构型,后续再根据孤电子对数量判断分子最终形状。
问题 3 vsepr 模型有几种 水分子属于哪一种 vsepr 模型
回答 3 vsepr 模型有几种,水分子中心氧原子价层电子对是 4,vsepr 模型电子构型是四面体形,因为有两对孤电子对,分子空间构型是 V 形,vsepr 模型有几种这个是高频经典例题。
问题 4 vsepr 模型有几种 过渡金属化合物可以直接用 vsepr 模型判断吗
回答 4 vsepr 模型有几种,vsepr 模型主要适用于主族元素分子,过渡金属很多 d 轨道参与成键,vsepr 模型预测容易出错,不能无脑套用 vsepr 模型有几种这套基础分类。
【免责申明】
本文为 vsepr 模型化学知识科普,属于基础化学理论,该理论属于近似模型,存在适用边界,复杂分子预测会和真实结构有偏差,学习请结合教材内容,本文仅作学习参考。


