淺述價層電子對互斥模型在判別分子構型中的應用

文章編號：1005－6629(2007)06－0073－04 中圖分類號：G632.479 文獻標識碼：B

1940年，西奇威克(Sidgwick)等在總結實驗事實的基礎上提出了一種簡單的理論模型，用于預測簡單分子或離子的立體結構。六十年代初，吉列斯比(R.J.Gillespie)和尼霍爾姆(Nyholm)等發展了這一理論。因該理論思想方法質樸淺顯，在預見分子結構方面簡單易行，而成為大學基礎化學的基本教學內容，并于新一輪課程改革中引入高中化學教學。這就是價層電子對互斥理論(Valence Shell Electron Pair Repulsion)，常以其英文的縮寫形式VSEPR來表示。

1來自生活中的一個游戲現象

吹氣球是大家熟悉的生活游戲，如果將每個氣球吹成一樣大小，將其中的兩個通過吹氣口系在一起，你會發現這兩個氣球自然成一直線，再向其中加入一個氣球并通過吹氣口系在一起，你會發現這三個氣球均勻地分開成正三角形分布。依次再向其中加入一個氣球并通過吹氣口系在一起，你會有什么預期？你會發現結果與你的預期如此地吻合：四個大小相同的氣球成正四面體分布，五個大小相同的氣球成三角雙錐分布，六個大小相同的氣球成正八面體分布。見圖：

我們很容易從這一游戲現象受到啟迪：當物體所占空間因素相同時，它們彼此趨向均勻分布。這一規律在自然界乃至人類社會生活中并不鮮見，我們不難找到類似的和接近的例子。

2VSEPR理論要點

VSEPR理論認為，分子的幾何構型總是采取電子對排斥作用最小的那種結構。 因為這樣可使體系的能量最低，中心原子價層的電子對總是按照最合適的空間方式進行分布。見下表。

價層電子對互斥理論是一個定性理論，與雜化軌道理論相比，它只能對分子的空間構型作定性的描述，而不能對分子的成鍵原理、鍵的穩定性做出相應的說明。但該理論抓住了價層電子對間斥力的大小比較，因此它的很多預測有著相當的正確性。但由于理論較簡單，用來解釋某些分子的空間構型時卻有困難，例如過渡元素配離子的空間構型，用價層電子對互斥理論就得不到正確的解釋。

參考文獻：

[1]北京師范大學， 華中師范大學， 南京師范大學， 無機化學教研室， 無機化學[M]. 北京：高等教育出版社， 2002.

[2]武漢大學，吉林大學等校編. 無機化學[M]. 北京： 高等教育出版社，1994年4月第三版.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”