摘 要:價層電子對互斥理論是判斷分子空間構型的經典理論之一,與雜化軌道理論結合使用,可以分析解決大多數分子的成鍵情況。但在價層電子對互斥理論的教學過程中,筆者發現許多學生對該理論存在不少疑問和誤解。本文歸納了一些在學習過程中常見的問題,并加以解釋。
關鍵詞:價層電子對互斥理論;解疑;ABm型分子;多中心原子分子
價層電子對互斥(VSEPR)理論一直是高中化學競賽的常見考點。在新課程改革后,VSEPR理論也列入了選修課本《物質結構與性質》的介紹內容。VSEPR理論在解釋常見分子(或離子)的空間構型及快速推斷中心原子的雜化方式等方面有著極大的優勢。但是,對于初學者來說,該理論相對較難掌握,因而容易產生困惑和誤解。
該理論的核心內容為,在一個共價分子中,中心原子周圍電子對排布的幾何構型主要決定于中心原子的價電子層中電子對的數目。所謂價層電子對包括成鍵電子對和孤電子對。價層電子對各自占據的位置傾向于彼此分離得盡可能地遠些,這樣電子對彼此之間的排斥力最小,整個分子最為穩定。因此,利用價層電子可以很方便地判斷分子的空間結構。
1 VSEPR理論所計算出的總電子對數、成鍵電子對數與實際化學鍵總數不一致?
2 VSEPR理論中,O作為配位原子時為什么不是提供2個電子?那N呢?
VSEPR理論起先是由Lewis理論延伸得到。因此VSEPR理論認為,O在作為配位原子時,需與中心原子形成雙鍵。即O提供一對電子,中心原子也提供一對電子。(當然這樣分析,分子內的成鍵情況可能與其他共價鍵理論分析得出的成鍵情況有所不同。)雙鍵當作單鍵進行計算的時候,可以認為σ鍵的一對電子完全由中心原子提供,O則不提供形成σ鍵的電子。和O相同的還有與其同族的S原子,在作為配位原子時,提供電子數也為0。
3 VSEPR理論在只提供分子式時,能分析所有ABm型分子的空間結構嗎?
4 VSEPR理論是否無法解釋多中心原子的空間構型呢?
5 小結
在1940年西奇威克提出VSEPR理論后,又由吉萊斯必等人發展了這一理論。到了目前,幾經修改的VSEPR理論已經豐富完善地提出了8n+2m規則。其在判斷分子構型方面有著廣泛的應用,是重要的共價鍵理論之一。但其還是存在一些缺陷,例如不能解釋微粒內部共價鍵的相對穩定性等,尚待有學之士進一步完善。
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