摘 要：价层电子对互斥理论是无机化学教学中一个重要知识点，在共价键理论的应用中有其一定的作用。本文就目前无机化学教学中“价层电子对互斥理论”的讲授方法提出自己的见解，以引起授课教师对“价层电子对互斥理论”的重视，这对学生后期了解无机化合物的化学性质也会有所帮助。
关键词：共价键理论 价层互斥理论 无机化学
化学键理论的主要目标之一不单是解释分子的结构，更重要的是要预测分子的结构，如果能够准确地推测出分子的结构，对于了解分子的性质会有帮助。然而，有些分子如O3、和NO2等，要“准而快”地确定它们的构型是有困难的。虽然杂化轨道理论在解释和预测分子的结构方面比较成功，但是一个分子究竟采取哪种类型的杂化轨道有时也难于确定。而目前无机化学教材中简单介绍的价层互斥理论在确定简单无机分子的空间构型上是比较受欢迎的。但由于教学时数的压缩，很多教师在无机化学授课中忽视了这一理论的介绍。笔者现就这一内容的教学方法谈几点自己的看法。
一、提出来商讨的问题
目前无机化学教材中价层互斥规则是针对VSEPR的基本思想和假设而建立起来的一种新的理论。很多无机教材中将这一理论作为选讲内容[1]，而许多教师则在授课过程中删讲。笔者认为，这一理论在判断分子构型上运用起来比较简便，应该在教学过程中在课堂上介绍给学生。这一理论在使用过程中，如何确定中心原子周围的价电子数确存在一些问题。例如对于HCN等含有重键的分子，如按照Powell和Sidgwick等人早期的观点[1]，其周围的电子对数不好确定。因为如果将C定为中心原子，H和N作配位原子，它们一共可提供6个价电子，则HCN周围共有5对价电子，显然这将使问题复杂化。为了解决这种困境，目前教材中提出用“确定分子σ键骨架”的原则，以所含σ键的数目代替电子对数目的方法却获得了成功[2]。 从而使我们对于预言含有重键分子的结构有了新途径，这也给价层互斥理论赋予了新内容。所以，教材中以“确定σ键作分子的骨架”为判定分子构型的原则是合适的[3]，但有两处是需要提出来商讨的。
一是过于强调“σ键为骨架”的作用，这是忽略了分子周围价电子对互斥作用的实质，有时会得出错误的结论。例如对于NO2分子，其中只含有两个σ键，似乎应当是直线型结构，但实际上NO2分子却是V型结构。另一个问题过于强调Lewis结构，但是我们知道，由于Lewis结构过于强调八隅体模型，而且有许多例外情况。很容易把本来比较简便的互斥理论反而变的复杂化。因为像BF3和SF6等等并不符合Lewis结构。考虑到以上情况，笔者认为授课时不必要把写出Lewis结构当作先决条件，而应按照VSEPR规则：电子对数目的确定不用于限定σ键数为目的的一种方法，把确定分子周围价层电子数的方法归并在一起。即：价层电子对数的计算方法为：
1.分子周围的价层电子数等于中心原子价电子数与配位原子所能提供的价电子数之和。
2.配位原子所能提供的價电子数：
A.氢和卤素各提供1个价电子；
B.氧族元素的原子可以认为不提供电子（作为中心原子时可提供6个价电子）
3.对于离子则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。例如：NO3-
离子的价层电子对数目是：1/2（5+0+1） = 3；NH4+离子的价层电子对数目是：1/2（5+4-1） = 4。
4.如果出现奇数电子—未成对电子，则可以把它当作电子对来看待。例如NO2分子周围的电子对数目= 1/2（5+0），则把它看做是3对电子，所以NO2是V型结构。
5.对于含有重键分子，其电子对数目可看作是等于其所含σ键的个数。
根据分子或离子周围价电子对数目（包括成键电子和孤对电子）在空间互斥最小的原则确定分子构型。如果考虑以上五条规律，则即可摆脱那些难于确定的Lewis结构和八隅体例外带来的困境，又能帮助我们更快地确定分子的构型，也不会给学生带来太多困惑。
二、互斥理论的优越性
1. “快而准”
对于O3分子，虽然近代实验手段已确知其三个氧原子之间键角和键长，得知它是V型结构，但如果要从理论推测就有一定的困难，甚至很多教材中也认为在O3分子中“每个氧原子都以sp2杂化相结合” [3]。可见用其它方法确定O3分子结构是“慢而不准的”。如果用分子轨道理论来处理就变的更加复杂了，但是如果用互斥理论，把其中一个氧原子当作中心原子，另两个作为配位原子，则我们就很快地确定O3分子中有三对价电子，就能“快而准”地推知O3分子具有V型结构。而且不用借助于先写出Lewis结构，也不必预先找出O3分子会有几个σ键，也不会陷入“每个氧原子都以sp2杂化相结合”的误解。
再如，虽然可借助于的能级图帮助我们了解的成键情况，但因分子轨道法与空间构型无直接关系，用杂化轨道理论又不能预先知道它是属于哪类杂化；如果用互斥理论，把看作是[II2]-离子，则其周围应有5对价电子，考虑到全电子对的互斥情况，电子对在空间的位置应是三角双锥，可是的三对孤对电子在空间却有四种排列方式，但只有当三对孤对电子占据平面三角形的三个顶点，I-I-I在一条直线上垂直于三对孤对电子所占据的平面时的结构才能使互斥最小。因为只有这样才能使其含有最少数目的、角度最小的孤对—孤对的互斥作用。所以I3-的结构应是线型结构。这也就是I3-的线型结构能与直链淀粉形成蓝色复合物的原因[4]。
2.“难变易”
对于氮的氧化物和卤素含氧酸根离子的结构被认为是比较复杂的。例如，，，，用分子轨道理论和杂化轨道理论都不易确定它们的空间构型。因为它们的能级图和杂化类型都预先不知道。而用互斥理论则使之变得容易。因为按以上指出的五条确定电子对的方法，能很容易确定这四种离子周围都有4对价层电子，考虑到全电子对在空间的互斥情况，这四种离子的结构分别是：是直线型，是V型，是三角锥型，是正四面体型。
虽然价层互斥理论在确定分子构型上有不少优越性，但目前还是比较粗糙的，不能精确地确知其键角，也不能告诉我们键级和成键情况，尽管如此，但在“快而准”确定分子构型方面仍不失其价值，教师在授课时应准确全面的展现给学生，讲清楚此理论的优势与不足，也为学生在掌握无机化合物的性质时提供一些帮助。
参考文献
[1] 华南理工大学，《无机化学》，第二版，化学工业出版社。
[2] 大连理工大学，《无机化学》，第五版，高等教育出版社。
[3] 天津大学，《无机化学》，第四版，高等教育出版社。
[4] 武汉大学，《无机化学》，第四版，高等教育出版社。