价层电子对互斥理论

价层电子对互斥理论(英文VSEPR)，是一个用来预测单个共价分子形态的化学模型。理论通过计算中心原子的价层电子数和配位数来预测分子的几何构型，并构建一个合理的路易斯结构式来表示分子中所有键和孤对电子的位置。

[编辑] 理论基础

价层电子对互斥理论的基础是，分子或离子的几何构型主要决定于与中心原子相关的电子对之间的排斥作用。该电子对既可以是成键的，也可以是没有成键的（叫做孤对电子）。只有中心原子的价层电子才能够对分子的形状产生有意义的影响。

分子中电子对间的排斥的三种情况为：

• 孤对电子间的排斥（孤-孤排斥）；
• 孤对电子和成键电子对之间的排斥（孤-成排斥）；
• 成键电子对之间的排斥（成-成排斥）。

一个分子需尽力避免这些排斥来保持稳定。这个理论称，仅当温度在约115-120℃时，排斥力才能变成零。当排斥力不能避免的时候，整个分子则倾向于形成排斥最弱的方式（与理想形状有最小差异的方式）。

孤对电子间的排斥被认为大于孤对电子和成键电子对之间的排斥，后者又大于成键电子对之间的排斥。因此，分子更倾向于最弱的成-成排斥。

配体较多的分子中，电子对间甚至无法保持90°的夹角，因此它们的电子对更倾向于分布在多个平面上。

[编辑] 实际预测

下面是价层电子对互斥理论预测的分子形状表。

价层电子对互斥理论常用AXE方法计算分子构型。这种方法也叫ABE，其中A代表中心原子，X或B代表配位原子，E代表孤电子对。

甲烷分子(CH₄)是四面体结构，是一个典型的AX₄型分子。中心碳原子周围有四个电子对，四个氢原子位于四面体的顶点，键角(H-C-H)为109°28'。

一个分子的形状不但受配位原子影响，也受孤对电子影响。氨分子(NH₃)中心原子杂化类型与甲烷相同（sp³），分子中有四个电子云密集区，电子云分布依然呈四面体。其中三个是成键电子对，另外一个是孤对电子。虽然它没有成键，但是它的排斥力影响着整个分子的形状。因此，这是一个AX₃E型分子，整个分子的形状是三角锥形，因为孤对电子是不可“见”的。

事实上，电子对数为七是有可能的，轨道形状是五角双锥。但是它们仅存在于不常见的化合物之中。一种如六氟化氙，有一对孤电子，它的构型趋向于八面体结构，因为孤对电子倾向于位于五角形的平面上。另一种如七氟化碘，没有孤电子，七个氟原子呈五角双锥状排列。

电子对数为八也是有可能的。

[编辑] 与其他相关理论的对比

价层电子对互斥理论、价键理论和分子轨道理论都是关于分子如何构成的理论。价键理论主要关注于σ键和π键的形成，通过研究受成键情况影响的轨道形状描述分子的形状。价键理论也会借助VSEPR。分子轨道理论则是关于原子和电子是如何组成分子或多原子离子的一个更精密的理论，