价层电子对的几种计算方法VIP免费

在计算价层电子数时，可以有多个物理模型供选用。在常见的化学教材或教学参考资料中可以看到有3种其间有显著不同的计算价层电子对数目的模型，产生3类不同的方法。（一）元素种类法元素种类法的特点在于，对非过渡系ABm型分子来说，用配原子的种类来确定它向中心原子提供的价层电子数。它规定：当H及卤原子作配原子时，每个配原子向中心原子提供1个价层电子；而当O、S原子作配原子时，它们都并不向中心原子提供价层电子；而当N原子作配原子时，它不仅不向中心原子提供价层电子，反而要从中心原子拉走1个价层电子。如对SO2分子。中心S原子有6个价电子，而作为配原子的O原子并不向中心原子提供电子，S的价层电子数仍为6，价层电子数对为3。所以，S原子的电子云呈三角形分布。S原子位于三角形的中心附近，电子云分别指向三角形的三个顶点。考虑到3个电子云，只有2个与O原子结合，另1个被孤电子对占据，分子应该为角型。（二）电子式法]电子式法则是用分子的点电子式中，电子对及电子组的数目，来确定中心原子的价层电子对数。它规定：中心原子周围的电子对（包括成键电子对和孤电子对）及电子组数（双键的4个电子、或叁键的6个电子，都只能算是1个电子组）之和，就是中心原子的价层电子对数。如对SO2分子。根据八隅体原则写出电子式（如左下图）后，可以看出S原子上方有1孤电子对、与右侧O原子结合用了1电子对、与左侧O原子结合用的是4个电子（双键）——为1个电子组。这样，属于中心原子的电子对数为1、孤电子对数为1、电子组数为1，合计为3。因而价层电子对数为3。与元素种类法的判断结果相同。电子式法与元素种类法的另一个区别是，在电子式法中没有可以成单的价层电子数的概念最小的单位也是1个价层电子对。（三）结构式法结构式法与另两个方法的区别在于，对非过渡系元素构成的分子来说，用结构式中共价键的性质不同，来确定相关配原子向中心原子提供的价层电子数。它规定：以单键与中心原子结合的配原子，向中心原子提供1个价层电子；以双键与中心原子结合的配原子，不向中心原子提供价层电子；以叁键与中心原子结合的配原子，不但不向中心原子提供价层电子，反而要从中心原子拉走1个价层电子。如对COCⅠ2分子。根据氧化数或化合价写出结构式（如右上图）后，可以看出：O原子以双键与C原子结合，所以它不向中心原子提供价层电子；CⅠ原子以单键与C原子结合，每个CⅠ要向中心原子提供1个价层电子。C的价层电子数就是自己原有的价电子数4，加上2个CⅠ提供的2个电子，总数为6。其价层电子对数为3。也与元素种类法的判断结果相同。结构式法及电子式法的优点在于，可以比较容易地把价层电子对互斥理论的适用范围，扩大到有多个中心原子的分子。如根据化合价把HSCN的结构式写为H-S-C≡N。将S原子看作中心原子时，S原子原有的价电子数为6、以单键与其结合的H原子向其提供1个电子、以单键与其结合的C原子也向其提供1个电子，这样S原子的价层电子数为8，原子为杂化sp3。H-S-C的键角约为109.5°。把C原子作为中心原子时，C原子原有的价电子数为4、以单键与其结合的S原子向其提供1个电子、以叁键与其结合的N配原子反而从它那里拉走1个电子，这样中心原子C的价层电子数还是4，为sp杂化。所以S-C-N的键角为180°、三个原子构成一条直线。而H原子不在S-C-N所构成的直线上。二、元素种类法与总配位数式的统一[1]总配位数式是分子组成与结构间固有规律的体现，可以方便地用于由分子的组成来判断其结构。而价层电子对互斥理论，也是用于从分子组成来判断结构的。所以两者间一定会有某种联系。可以证明，价层电子对互斥理论只不过是总配位数式的另一种表现形式而已。由总配位数式导出价层电子对互斥理论的元素种类法，是十分容易的：对非过渡元素原子组成的ABm型分子来说，总配位数式可以写为(I–6m)/2=Σ……（1）其中I为分子的价电子总数（分子中所有原子的价电子数之和），m为分子中的配重原子（配原子、且是重原子）数，Σ为总配位数，即杂化轨道数。当Σ=2时，中心原子为sp杂化，其两个sp杂化轨道为直线型分布；当Σ=3时，中心原子为sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的3个顶点；当...