分子构型 · VSEPR

价层电子对互斥

中心原子周围的价层电子对（成键电子对与孤对电子）带负电，彼此排斥，会尽可能远离。

左边每个电子域都在球面上受到其他电子域的推力。增减电子对，或点击打乱，看它们自己弹开，找到最稳定的排布。

孤对电子只受一个原子核吸引，离核更近、更“胖”，所以排斥也更强。

电子对构型与分子构型

CH₄、NH₃、H₂O 的中心原子都有 4 对价层电子，电子对构型都是正四面体（绿色多面体）。

但分子构型只看原子的位置：孤对电子占据了顶点却“看不见”，于是 NH₃ 是三角锥形，H₂O 是 V 形。

键角比较

排斥强弱：孤对–孤对 > 孤对–成键 > 成键–成键。

孤对电子越多，成键电子对被挤得越近，键角越小：

CH₄ 109.5° > NH₃ 107° > H₂O 104.5°

图中弧线标注的是实测键角；分子形状由斥力模型计算，趋势与实验一致。

杂化轨道

中心原子用能量相近的原子轨道“混合”出数目相同、能量相等的杂化轨道，每个杂化轨道容纳一个电子域。

杂化轨道数 = 价层电子对数：2 → sp，3 → sp²，4 → sp³，5 → sp³d，6 → sp³d²。

乙烯、乙炔、苯中未参与杂化的 p 轨道形成 π 键。

分子极性

每个极性键都有一个键偶极（细箭头，指向电负性大的一端）。

把它们按矢量相加：合偶极为零的是非极性分子，不为零的是极性分子（粗箭头 μ）。

同样是三个原子：CO₂ 直线形，偶极抵消；SO₂ V 形，偶极不抵消。

扩展八隅体

第三周期及以后的元素可以有 5、6 甚至 7 个电子域。

三角双锥中赤道位只有两个 90° 邻居，轴向位有三个，所以孤对电子总是先占赤道位：SF₄ 跷跷板形、ClF₃ T 形、XeF₂ 直线形。

正八面体中两对孤对电子取反式，XeF₄ 是平面正方形。

手性分子

碳原子连着四个互不相同的原子或基团时，分子与它的镜像就像左右手，无论怎样旋转都不能重合。

点击尝试重合，把镜像分子转过去叠在原分子上，看看哪些原子对不上。

分子库

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