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2-4 價殼層電子對互斥理論與分子形狀 1 1
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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
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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
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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
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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
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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
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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 。, 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
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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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價殼層電子對互斥理論與分子形狀 2-4 VSEPR 理論 9
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價殼層電子對互斥理論與分子形狀 2-4 VSEPR 理論 10
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價殼層電子對互斥理論與分子形狀 2-4 VSEPR 理論 11
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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
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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
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