2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 1 1
了解價殼層電子對互斥理論， 及其與分子形狀間之關係。 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 2-4 學習目標： 了解價殼層電子對互斥理論， 及其與分子形狀間之關係。 2
2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 分子形狀的預測： 理論， 價殼層電子對互斥 分子形狀的預測： 理論， （valence shell electron pair repulsion） 簡稱為 理論。 價殼層電子對互斥理論認為分子或離子內圍繞中心原子之電子對，包括： 鍵結電子對（bonding electrons pair ，bp）及 孤對電子（lone-pair electrons，lp） 應盡量遠離，使電子間的斥力降至最低。 價殼層電子對互斥 VSEPR 3
2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 以 BeCl2 分子為例： 為了使中心鈹原子的兩對 bp 斥力最小，必須使 它們盡量遠離， 鍵角= 。 分子形狀： 。 180。 直線形 4
2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 再如 BF3 分子： 三對 B－F 鍵亦必須盡量遠離， 分子形狀： 。 分子形狀： 。 ∠FBF 的角度（即鍵角）為 。 平面三角形 120。 5
2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 一般而言，中心原子上的電子對中，lp 比 bp 占 據的空間範圍廣，所以電子對間的斥力大小為 lp－lp bp－lp bp－bp 。 利用這個原理，我們就可以推測中心原子同為四 對電子的 H2O、NH3 及 CH4 之鍵角的相對大小。 ＞ ＞ 6
2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 CH4 的四對電子皆為 bp， 故呈 時的斥力最小，鍵角為 ； NH3 的中心原子 N 上有一對 lp，因 lp 與 bp 間的斥力較 bp 與 bp 間大，使得 NH3 的鍵角 109.5。， 實測值為 107。； H2O 的 O 原子上有兩對孤對電子，斥力更大，推壓 bp 使得 H2O 的鍵角更小於 109.5。，實測值僅為 104.5。。 四面體形 109.5。 ＜ 7
2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 若中心原子電子對數目為五對及六對，則依 據 VSEPR 理論，其結構應為雙三角錐形及正 八面體形。 具有不同電子對數之單中心原子分子的幾何 形狀見下頁。 X：與中心原子 A 鍵結之周圍原子數； E：中心原子上之孤對電子數。 8
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範例 2-5 解答 判斷下列分子或離子的形狀。 (1) ClO2－ (2) NF3 (3) BF3 (4) CCl4 (1)彎曲形 (3)平面三角形 (4)正四面體形 (2)三角錐形 12 選修化學(上) 12
練習題 2-5 解答 比較 H2O、NH3、BeH2 三種分子的鍵角大小。 BeH2 為直線形，鍵角為 180。； H2O、NH3 中心原子皆為 sp3 混成軌域， 但 H2O 有 2 對 lp，鍵角較 NH3 小。 故 BeH2＞NH3＞H2O。 13 選修化學(上) 13