用实验法可以测定分子的空间构型。那么，能用有关化学理论推测分子的空间构型吗？为什么同为四原子分子，CH 2O呈平面三角形而NH 3呈三角锥形？
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为了定性预测分子的空间构型，在20世纪中叶化学家提出价层电子对互斥理论，简称为VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。其基本观点是：分子中的中心原子的价电子对（包括成键电子对和孤对电子对），由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离。分子的立体构型就是“价层电子对”相互排斥的结果。成键电子对数可由分子式确定，等于与中心原子成键的原子总数；而孤对电子对数=1/2（中心原子的价电子数-与中心原子结合的原子未成对电子数之和）。
用上述理论分析：CH2O分子中碳原子为中心原子，其成键电子对数为3，孤对电子对数=1/2（4-1-1-2）=0，即CH2O分子的“价层电子对数”为3，在空间上为了尽可能彼此远离，采取彼此之间为120°的键角，即分子呈平面三角形。NH3的“价层电子对数”=3+1=4，四团电子云在空间上为了尽可能彼此远离，采取109°28′的键角，由于孤对电子对只受氮原子控制，所以离氮原子较近，挤占更多空间，这样其他3对由两个成键原子核控制的电子对的空间就会被部分压缩，使得∠HNH由原来的109°28′的键角压缩为107°18′，所以NH 3的空间构型呈三角锥形。
应用VSEPR理论可以解释很多有关分子空间构型的问题。例如，同为三原子分子，CO2呈直线形，H 2O呈V形。CO2分子的“价层电子对数”为2，在空间上为了尽可能彼此远离，采取彼此为180°的键角，即分子呈直线形。H 2O的“价层电子对数”=3+1=4，四团电子云在空间上为了尽可能彼此远离，采取109°28′的键角，由于两对孤对电子对只受氧原子控制，离氧原子更近，挤占更多空间，这样其他2对由两个成键原子核控制的电子对的空间就会被压缩，使得∠HOH由原来的109°28′的键角压缩为104.5°，所以H 2O的空间构型为V形。(https://www.xing528.com)
应用VSEPR理论还可以解释或预测：BeCl2、HgCl2呈直线形；SO2呈V 形；CH 4、CCl4、
呈正四面体形；SO3、BF3、
呈平面三角形；
呈三角锥形；PCl5呈三角双锥形；SF6呈正八面体形等。
表3 常见化合物的杂化类型和空间结构
（续表）
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