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VSEPR 分子构型计算器与图表
简而言之：VSEPR 计算器与分子构型图表：输入化学式、名称或 SMILES，即可得到 AXE 类型、电子对几何构型和分子构型、键角、杂化方式和极性，并以 3D 显示。免费使用，在网页浏览器中运行，无需下载。
输入化学式、离子、名称或 SMILES，即可得到其 VSEPR 构型：AXE 类型、空间位阻数、电子对几何构型和分子构型、键角、杂化方式和极性，以及可旋转的 3D 模型，孤电子对以瓣状显示。
VSEPR 图表：所有分子构型（空间位阻数 2–7）
本图表列出所有常见的 VSEPR 构型。X = 与中心原子 A 成键的原子，E = A 上的孤电子对。双键和三键算作一个电子域。
| 空间位阻数 | AXE | 键 | 孤电子对 | 电子对几何构型 | 分子构型 | 理想键角 | 杂化 | 示例 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | AX2 | 2 | 0 | 直线形 | 直线形 | 180° | sp | CO2、BeCl2 |
| 3 | AX3 | 3 | 0 | 平面三角形 | 平面三角形 | 120° | sp² | BF3、SO3、NO3− |
| 3 | AX2E | 2 | 1 | 平面三角形 | V 形 | <120° (≈117°) | sp² | SO2、O3、NO2− |
| 4 | AX4 | 4 | 0 | 正四面体 | 正四面体 | 109.5° | sp³ | CH4、NH4+、SO42− |
| 4 | AX3E | 3 | 1 | 正四面体 | 三角锥形 | <109.5° (≈107°) | sp³ | NH3、PCl3、H3O+ |
| 4 | AX2E2 | 2 | 2 | 正四面体 | V 形 | <109.5° (≈104.5°) | sp³ | H2O、OF2、H2S |
| 5 | AX5 | 5 | 0 | 三角双锥 | 三角双锥 | 90°, 120°, 180° | sp³d | PCl5、AsF5 |
| 5 | AX4E | 4 | 1 | 三角双锥 | 跷跷板形 | <90°, <120° | sp³d | SF4、TeCl4 |
| 5 | AX3E2 | 3 | 2 | 三角双锥 | T 形 | <90° | sp³d | ClF3、BrF3 |
| 5 | AX2E3 | 2 | 3 | 三角双锥 | 直线形 | 180° | sp³d | XeF2、I3− |
| 6 | AX6 | 6 | 0 | 正八面体 | 正八面体 | 90°, 180° | sp³d² | SF6、PF6− |
| 6 | AX5E | 5 | 1 | 正八面体 | 四方锥形 | <90° | sp³d² | BrF5、IF5 |
| 6 | AX4E2 | 4 | 2 | 正八面体 | 平面正方形 | 90° | sp³d² | XeF4、ICl4− |
| 7 | AX7 | 7 | 0 | 五角双锥 | 五角双锥 | 72°, 90° | sp³d³ | IF7 |
孤电子对总是位于空间最大的位置。在三角双锥中，它们位于赤道位置（跷跷板形、T 形、直线形）。在八面体中，两对孤电子对彼此相对（平面正方形）。
如何使用 VSEPR 计算器
- 输入化学式（
PCl5）、带电荷的离子（NO3-、SO4^2-）或英文名称（ammonia）。较大的分子可粘贴 SMILES 字符串（CC(=O)O），并选择要分析的原子。 - 工具计算价电子数，并用与我们的路易斯结构生成器相同的引擎画出路易斯结构，然后统计中心原子上的成键电子域和孤电子对。
- 读取 AXE 类型、电子对几何构型和分子构型、键角、杂化方式和极性，每一步都有展示。
- 旋转 3D 模型，查看孤电子对（紫色瓣）的位置以及它们如何压缩键角。
例题
水，H2O（AX2E2）
8 个价电子：2 个 O–H 键 + 2 对孤电子对 = 4 个电子域（四面体电子对构型）。
V 形，104.5°，sp³，极性
四氟化硫，SF4（AX4E）
34 e⁻：4 个 S–F 键 + 1 对孤电子对 = 5 个电子域。孤电子对位于赤道位置。
跷跷板形，sp³d，极性
四氟化氙，XeF4（AX4E2）
36 e⁻：4 个 Xe–F 键 + 2 对彼此相对的孤电子对 = 6 个电子域。
平面正方形，90°，非极性
碳酸根，CO32−（AX3）
24 e⁻：一个 C=O 和两个 C–O⁻（共振）。3 个电子域，C 上没有孤电子对。
平面三角形，120°，sp²
VSEPR 理论简介
价层电子对互斥（VSEPR）理论认为，中心原子周围的电子域相互排斥，尽可能分散开。一个电子域可以是单键、双键、三键或一对孤电子对。空间位阻数（成键原子数 + 孤电子对数）决定电子对几何构型，只看原子的位置则得到分子构型。
空间位阻数 = (与 A 成键的原子数) + (A 上的孤电子对数)
排斥顺序与键角
排斥强度顺序为 孤对–孤对 > 孤对–键对 > 键对–键对。这就是键角从 109.5°（CH4）减小到 107°（NH3）和 104.5°（H2O）的原因。中心原子更重时键角更小（PH3 93.5°，H2S 92°）。多重键也占据更大空间，因此甲醛中 H–C–H 键角为 116.5° 而不是 120°。
常见构型名称
三角锥形：NH3、PCl3。V 形：H2O（AX2E2）或 SO2（AX2E）。跷跷板形：SF4。T 形：ClF3。四方锥形：BrF5。平面正方形：XeF4。三角双锥：PCl5。正八面体：SF6。
模型的局限
VSEPR 最适用于只有一个中心原子的主族分子。NO2 等自由基的单电子相当于一个较小的电子域，因此键角为 134°。参与 π 体系的孤电子对（酰胺、吡咯、苯胺）会使原子趋于平面的 sp²。过渡金属配合物则遵循晶体场和配体场理论。
需要完整结构？在 MolDraw 编辑器中绘制任意分子，复制其 SMILES 并粘贴到这里，即可得到每个原子的几何构型，还可以用 3D 查看。
打开 MolDraw 编辑器常见问题
什么是 VSEPR 理论？
价层电子对互斥（VSEPR）理论认为，中心原子周围的电子域（化学键和孤电子对）相互排斥，尽可能远离。电子域数决定电子对几何构型；只看原子的位置则得到分子构型。
如何确定分子的构型？
画出路易斯结构，数出与中心原子成键的原子数 (X) 和中心原子上的孤电子对数 (E)，二者之和为空间位阻数。再查 VSEPR 图表：例如 AX3E（3 个键、1 对孤电子对）为三角锥形，如 NH3。
电子对几何构型和分子构型有什么区别？
电子对几何构型把孤电子对也算作位置；分子构型只描述原子的位置。水的电子对几何构型为四面体，但分子构型为 V 形。
双键和三键算一个电子域吗？
是的。在 VSEPR 中，与同一原子之间的单键、双键或三键都算作一个电子域，因此 CO2（两个双键）与 BeCl2 一样是直线形。
为什么 NH3 的键角是 107°，H2O 是 104.5°？
孤电子对比成键电子对占据更大空间，会把化学键挤得更近。NH3 有一对孤电子对（107°），H2O 有两对（104.5°），而 CH4 为 109.5°。
三角锥形是什么样的？
三角锥形（AX3E）在四面体电子对构型上有三个原子和一对孤电子对，如 NH3、PCl3 和 H3O+。键角略小于 109.5°。
什么是跷跷板形？
跷跷板形（AX4E）在三角双锥上有四个原子和一对孤电子对。孤电子对位于赤道位置，如 SF4 和 TeCl4。
如何从构型判断分子是否有极性？
如果构型对称（直线形、平面三角形、正四面体、三角双锥、正八面体、平面正方形）且所有外围原子相同，键偶极相互抵消，分子为非极性。中心原子上有孤电子对或外围原子不同时，分子通常有极性。
杂化与空间位阻数有什么关系？
空间位阻数 2 = sp，3 = sp2，4 = sp3，5 = sp3d，6 = sp3d2。这是教科书模型；对于 SF6 等高价分子，现代理论并不需要 d 轨道。
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