含义Meaning
中心原子周围的电子对(σ 键对 + 孤对)数决定电子对几何构型:2 直线、3 平面三角、4 四面体、5 三角双锥、6 八面体。分子形状再由孤对数确定(如 SN = 4、1 对孤对为三角锥)。
The number of electron domains (σ bonds + lone pairs) around the central atom sets the electron geometry: 2 linear, 3 trigonal planar, 4 tetrahedral, 5 trigonal bipyramidal, 6 octahedral. Lone pairs then fix the molecular shape (SN 4 with one lone pair: trigonal pyramid).
符号说明Symbols
| 符号Symbol | 含义 Meaning | 单位 Unit |
|---|---|---|
| \(V\) | 中心原子价电子数valence electrons of the central atom | 1 |
| \(L\) | 配位原子提供的电子数(H、卤素各 1;O、S 作配位原子 0)electrons supplied by ligands (H, halogen 1; O, S 0) | 1 |
| \(q\) | 离子电荷(负离子取负值,减负即加)ionic charge | 1 |
推导Derivation
电子对互相排斥,在中心原子周围尽量远离(吉莱斯皮–尼霍姆,1957)。
Electron pairs repel and spread as far apart as possible (Gillespie–Nyholm, 1957).
计数:中心原子价电子 + 配体给出的电子 − 电荷,除以 2 得电子对数(双键、三键只算一对)。
Count central valence electrons plus ligand contributions minus charge, halve it (multiple bonds count once).
排斥强弱:孤对–孤对 > 孤对–成键对 > 成键对–成键对,所以孤对压缩键角(CH₄ 109.5°、NH₃ 107°、H₂O 104.5°)。
Lone-pair repulsion is strongest, compressing angles (109.5°, 107°, 104.5°).
适用条件与局限Assumptions & limitations
过渡金属配合物、某些重元素化合物(惰性电子对效应,如 [SbCl₆]³⁻ 为正八面体)不服从。
Fails for many transition-metal complexes and some heavy-element species.
只预测几何形状,不解释成键本质。
Predicts shape, not bonding.
例题Worked example
ClF₃:(7 + 3)/2 = 5,2 对孤对 → T 形。SO₄²⁻:(6 + 0 + 2)/2 = 4 → 四面体。XeF₄:(8 + 4)/2 = 6,2 对孤对 → 平面正方形。
ClF₃: SN 5, T-shaped. SO₄²⁻: SN 4, tetrahedral. XeF₄: SN 6, square planar.