1.8
价层电子对互斥理论有助于确定电子对几何构型和分子几何构型。
可以使用一系列步骤来预测分子(如三氯化磷)的几何构型和键角。
第一步是绘制该分子的路易斯结构。
接下来,计算中心原子上的电子基团总数。在磷原子周围共有四个电子基团:三个成键电子对和一个孤对电子。
现在确定电子对几何构型。电子对几何构型为四面体。然而,由于存在孤对电子,分子几何构型为三角锥形。孤对电子使键角减小至小于109.5°。
成键电子对在两个成键原子之间并不总是均等共享的。
在像氟化氢这样的共价键中,电子会被吸引到电负性更强的原子上,这表现为部分电荷。这类键称为极性键。
电荷分离产生一个称为键偶极矩的矢量,用希腊字母 µ 表示。其数值是部分电荷量与它们之间距离的乘积。
偶极矩通常以德拜(debye)为单位表示。1 德拜等于 3.336 × 10−30 库仑·米。
矢量从电负性较小的原子指向电负性较大的原子,表示键的偶极矩。其长度与两个原子间电负性差异的大小成正比。大多数由不同元素原子组成的双原子分子都具有偶极矩,因此属于极性分子。
在多原子化合物中,净偶极矩由各个键的偶极矩以及化合物的几何构型决定。
考虑一个具有两个极性键的水分子。它呈弯曲形状,是一种极性分子。
相比之下,二氧化碳分子呈线性结构。两个碳-氧键虽为极性键,但方向相反,彼此抵消了各自的偶极矩,从而使整个分子为非极性分子。
VSEPR 理论可用于确定电子对几何形状和分子结构,步骤如下: