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孤對電子（分子中原子電子排布成對的電子）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19

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孤對電子

分子中原子電子排布成對的電子

孤對電子（英文名：unshared pair electrons；lone pair electrons）指分子中原子的電子排布中是成對的電子，該原子在與其它原子成鍵后沒有參與成鍵，沒有參與雜化軌道的形成，而該電子對則稱為孤對電子。這里的關(guān)鍵是：該孤對電子是成鍵同一層的電子，不是內(nèi)層的，該電子對通常對生成的化合物的影響很大，從而具有共軛性，配位性，堿性等特征。

基本信息

中文名	孤對電子
外文名	lone-pair electron
作用	對成鍵電子有更強(qiáng)的排斥作用
影響	導(dǎo)致部分分子構(gòu)型的改變
性質(zhì)	未成鍵的價(jià)電子
實(shí)例	氨分子的氮原子上有一對孤對電子

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作用

分子或離子未共享價(jià)層的電子對。孤對電子在分子中的存在和分配影響分子的形狀、偶極矩、鍵長、鍵能等，對輕原子組成的分子影響尤為顯著。路易斯堿(Lewis)的堿性，配體通過配位原子與中心體的鍵合，親核反應(yīng)的發(fā)生等均通過孤對電子。

舉例說明

例如，氨分子的氮原子上有一對孤對電子；水分子的氧原子上有兩對孤對電子等。由于孤對電子的電子云比成鍵電子對在空間的伸展大，對成鍵電子有更強(qiáng)的排斥作用，致使分子的鍵角減少。如甲烷無孤對電子，鍵角為109.5℃，而氨和水分子的鍵角分別為107°和104.5°。在描述分子幾何構(gòu)型時(shí)，不包括孤對電子，故甲烷分子為四面體；氨分子為三角錐形而水分子則為彎曲形。

影響

如甲烷無孤對電子，鍵角為109°28’，而氨和水分子的鍵角分別為107°18’和104.5°。在描述分子幾何構(gòu)型時(shí)，不包括孤對電子，故甲烷分子為正四面體；氨分子為三角錐形而水分子則為v形。

有關(guān)知識

等電子原子

等電子原子：在價(jià)電子層中，價(jià)軌道數(shù)等于價(jià)電子數(shù)的原子。例如，H、C、Si等原子。

多電子原子

多電子原子：在價(jià)電子層中，價(jià)電子數(shù)多于價(jià)軌道數(shù)的原子。例如，N、O、S、Cl等原子。

理論

價(jià)層電子對互斥理論（英文：ValenceShellElectronPairRepulsion，簡稱為VSEPR），是一個(gè)用來預(yù)測單個(gè)共價(jià)分子形態(tài)的化學(xué)模型。理論通過計(jì)算中心原子的價(jià)層電子數(shù)和配位數(shù)來預(yù)測分子的幾何構(gòu)型，并構(gòu)建一個(gè)合理的路易斯結(jié)構(gòu)式來表示分子中所有鍵和孤對電子的位置。

價(jià)層電子對互斥理論的基礎(chǔ)是，分子或離子的幾何構(gòu)型主要決定于與中心原子相關(guān)的電子對之間的排斥作用。該電子對既可以是成鍵的，也可以是沒有成鍵的（叫做孤對電子）。只有中心原子的價(jià)層電子才能夠?qū)Ψ肿拥男螤町a(chǎn)生有意義的影響。

分子中電子對間的排斥的三種情況為：

孤對電子間的排斥（孤-孤排斥）；孤對電子和成鍵電子對之間的排斥（孤-成排斥）；成鍵電子對之間的排斥（成-成排斥）。分子會盡力避免這些排斥來保持穩(wěn)定。當(dāng)排斥不能避免時(shí)，整個(gè)分子傾向于形成排斥最弱的結(jié)構(gòu)（與理想形狀有最小差異的方式）。孤對電子間的排斥被認(rèn)為大于孤對電子和成鍵電子對之間的排斥，后者又大于成鍵電子對之間的排斥。因此，分子更傾向于最弱的成-成排斥。配體較多的分子中，電子對間甚至無法保持90°的夾角，因此它們的電子對更傾向于分布在多個(gè)平面上。

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