祈灵工具箱🧬VSEPR 分子构型判断 - 价层电子对互斥理论、杂化方式、3D 分子模型
价层电子对互斥理论（VSEPR）认为中心原子周围的电子对（成键电子对和孤电子对）相互排斥，尽量远离，由此决定分子的空间构型。中学常用公式：中心原子孤电子对数 = (a − xb) / 2，其中 a 为中心原子价电子数（阳离子减去电荷数、阴离子加上），x 为配位原子数，b 为配位原子最多能接受的电子数（H 与卤素为 1，O、S 为 2，N 为 3）；价层电子对数 = x + 孤电子对数。例如 SF₄：a = 6，x = 4，b = 1，孤电子对 = (6 − 4)/2 = 1，价层电子对数 5，电子对构型为三角双锥，孤电子对占赤道位，分子呈变形四面体（跷跷板形），sp³d 杂化，极性分子。这个工具输入化学式（支持 NH4+、SO4^2-、CO3^2-、I3- 等离子写法）即可自动选出中心原子（电负性最小的唯一原子，也可手动指定），给出价电子总数、孤电子对数、价层电子对数、AXnEm 记号、电子对构型、分子构型、理想键角和常见分子的实测键角、杂化方式、极性，以及形式电荷最小的 Lewis 结构中每个键的键级和形式电荷（O 用双键、多重键只算一个电子域），并有可拖动旋转的 3D 球棍模型（CPK 配色，紫色瓣表示孤电子对）和全部 VSEPR 构型图鉴。含氧酸中的 H 自动放在 O 上（–OH）。
免费 · 无需注册 · 浏览器本地处理最后更新：
正在加载工具...
如何使用VSEPR 分子构型
- 1输入分子或离子的化学式，如 SF4、XeF4、NH4+、SO4^2-，或点击示例
- 2查看孤电子对数、价层电子对数、AXnEm、分子构型、键角、杂化与极性，需要时手动指定中心原子
- 3拖动 3D 模型旋转观察，阅读推导过程，或在构型图鉴里点选其它构型
常见问题
- 价层电子对数怎么算？
- 价层电子对数 = σ 键数（配位原子数）+ 中心原子孤电子对数。孤电子对数 = (a − xb)/2：a 为中心原子价电子数（阳离子减电荷、阴离子加电荷），x 为配位原子数，b 为每个配位原子最多能接受的电子数（H、卤素 1，O、S 2，N 3）。例如 SO₄²⁻：a = 6 + 2 = 8，x = 4，b = 2，孤电子对 = 0，价层电子对数 = 4，正四面体；NH₃：a = 5，孤电子对 = (5 − 3)/2 = 1，价层电子对数 4，三角锥形。双键、三键只算一个 σ 键。
- 为什么 NH3 和 H2O 的键角小于 109.5°？
- 孤电子对只受一个原子核吸引，离核近、占据空间大，对相邻电子对的排斥大于成键电子对，排斥顺序为孤对–孤对 > 孤对–成键 > 成键–成键。所以 CH₄ 无孤电子对，键角为 109.5°；NH₃ 有 1 对，约 107°；H₂O 有 2 对，约 104.5°。同理 SO₂ 约 119°（小于 120°），ClF₃ 约 87.5°（小于 90°）。
- SF4、ClF3、XeF2 的孤电子对为什么放在赤道位置？
- 三角双锥中，轴向位置与 3 个电子对成 90°，赤道位置只与 2 个成 90°。孤电子对占赤道位时 90° 的强排斥最少，能量最低。于是 SF₄（1 对）为跷跷板形，ClF₃（2 对）为 T 形，XeF₂ 和 I₃⁻（3 对）的孤电子对占满赤道，两个配体在轴向，呈直线形。
- 怎样判断分子的极性？
- 先看空间构型是否对称，再看配位原子是否相同。中心原子无孤电子对、配位原子完全相同的 AX2、AX3、AX4、AX5、AX6（如 CO₂、BF₃、CH₄、PCl₅、SF₆），以及孤电子对对称分布的 XeF₂（直线形）、XeF₄（平面正方形），键的极性相互抵消，是非极性分子；有不对称分布的孤电子对（NH₃、H₂O、SO₂、SF₄）或配位原子不同（CH₂Cl₂、POCl₃、HCN）时为极性分子。