电子对构型与分子构型对比演示

实验目的

区分 VSEPR 模型与分子空间结构，能根据孤电子对数写出分子构型。

实验原理

VSEPR 模型是价层电子对（含孤电子对）的空间排布；分子的空间结构是略去孤电子对后原子的排布。例如 CH₄ 有 4 对成键电子对，为正四面体形；NH₃ 价层电子对数为 4，含 1 对孤电子对，为三角锥形；H₂O 含 2 对孤电子对，为 V形；SO₂ 价层电子对数为 3，含 1 对孤电子对，为 V形。

实验器材

• CH₄、NH₃、H₂O 分子模型
• BF₃、SO₂ 分子模型
• CO₂ 分子模型
• 成键电子对
• 孤电子对

实验步骤

1. 选择一个分子，先观察包含孤电子对的电子对排布
2. 数出价层电子对数，写出 VSEPR 模型名称
3. 数出孤电子对数
4. 隐藏孤电子对，观察剩余原子构成的形状
5. 把 CH₄、NH₃、H₂O 放在一起比较

实验现象与结论

价层电子对数为 4 的 CH₄、NH₃、H₂O，VSEPR 模型都是四面体形，分子构型依次为正四面体形、三角锥形、V形。价层电子对数为 3 的 BF₃ 为平面三角形，SO₂ 为 V形。结论：孤电子对数不同，分子构型不同。

常见问题

VSEPR 模型和分子空间结构有什么区别？

VSEPR 模型包含孤电子对，分子空间结构只看原子的排布，不含孤电子对。

为什么 NH3 是三角锥形而不是四面体形？

N 有 4 对价层电子对，其中 1 对是孤电子对，原子只占四面体的三个顶点。