化学虚拟实验室助力「分子空间构型」教学

VSEPR模型与分子空间构型

在高中化学教学阶段，分子空间构型的讲解一直以来都是一个教学难点，既要教授学生理论知识，又需要学生有一定的空间想象能力。因此借助化学虚拟实验室能够有效的进行理论认知与空间结构学习。

VSEPR模型是一种用来预测单个共价分子形态的化学模型，理论通过计算中心原子的价层电子数和配位数来预测分子的几何构型。

分子的空间构型是指分子中各种基团或原子在空间分布的几何形状，是描述分子实际空间构型的方式。

统一性

VSEPR模型与分子空间构型都是对微观分子的空间结构进行了描述，能够辅助学者对于分子空间结构的认知与应用，从而理解并应用空间位阻等效应对于反应的影响。

VSEPR模型与分子空间构型统一性

Unification

差异性

VSEPR模型是电子对模型，而分子空间构型是分子实际情况下的结构，两者的差异在于是否存在孤对电子。

若分子中不存在孤对电子，则VSEPR模型与分子空间构型保持一致性，例如在BF3（三氟化硼）分子中，不存在孤对电子，则VSEPR模型与分子空间构型均为平面三角形。

VSEPR模型与分子空间构型差异性——BF3

若分子中存在孤对电子，则VSEPR模型不能与分子空间构型保持一致，例如在NH3（氨）分子中，存在孤对电子，那么VSEPR模型计算得出的构型应为四面体，而分子空间构型实际为三角锥形，原因在于孤对电子对其余N-H键的挤压。

VSEPR模型与分子空间构型差异性——NH3

Differentiat判断空间构型步骤

1、确定中心原子的价层电子对数

根据计算公式：孤对电子数=0.5×（a-xb）得出孤对电子数。

（其中a：中心原子价电子数，b：配体接受电子数，x：配体数）

2、判断分子的空间构型

根据配位数与孤对电子数，综合判断空间构型。

孤对电子数对空间构型的判断

高中化学教学中，VSEPR模型和分子空间构型是理解分子结构的关键，通过借助化学虚拟实验室，掌握分子几何形态及其影响因素。