分子形状而且VSEPR理论
两者之间有明显的区别离子而且共价键当原子的几何排列在化合物被认为是。从本质上讲,离子键是无方向性的，而共价键是方向。也就是说，在离子化合物中，没有本质上的偏好为使键合强度最大化，相邻键应处于的方向。相反，在共价键中复合时，原子相对于其他原子采取特定的位置，如四面体排列的氢中心周围的原子碳原子甲烷中CH4，或H原子的角度排列2O。
离子键缺乏方向性源于离子间静电力的各向同性(球面对称性)。正如已经指出的，这种各向同性的结果是离子在必要的位置堆叠在一起，以达到最低能源这样就产生了许多离子固体所特有的共同的排列模式。当偏差从堆叠方案观察到，似乎表明离子被保持在相对于它们的邻居的某些方向，这是一个迹象，共价键开始影响的结构固体而且化学键不是纯离子键。例如，在化合物中就是这样砷化镍(NiAs)，其结构表明存在一定程度的共价键()．这在结构上是很明显的钻石（)，其中每个碳原子相对于相邻的碳原子处于四面体位置，其中的键基本上是纯共价键。
纯离子固体所采用的结构的合理化，本质上是分析离子间静电相互作用的一个简单的练习。共价化合物的结构问题，无论是单个分子，如甲烷，还是共价结合固体，如金刚石，都要微妙得多，因为它涉及到深入研究单个原子中电子排列的特征。这样，如果形成一个共价键被认为是对应于电子在原子的某一特定区域的积累，那么，为了形成第二键，电子只能积聚到相对于原子的第一个区域的某些部分增强电子密度。因此，化学键将以原子的特征几何排列。本节的其余部分将重点讨论这个问题，但将详细介绍量子要充分了解这一问题，必须进行力学分析。
分子形状理论，即价壳层电子对斥力(VSEPR)理论就是由此而来刘易斯和这种成键方法一样，VSEPR侧重于电子对的作用。它源于工作由英国化学家H.M.鲍威尔和内维尔V.西奇威克在20世纪40年代发明，并由加拿大的R.J.吉莱斯皮和伦敦的罗纳德S.尼霍姆在20世纪60年代广泛发展。因此，它延迟了日期量子化学键和形状的力学理论(这在化学中是很常见的动机)应该被看作是一种试图确定问题的基本特征，并将它们表述为一种简单的定性程序，以便进行合理化和预测。
如上所示，刘易斯结构是分子成键的拓扑描述。它把结合的影响归因于电子对它位于原子之间，承认存在不直接参与成键的孤电子对。VSEPR理论假设所有的电子对，无论是成键对还是孤对，都相互排斥——特别是当它们很近的时候——并且分子的形状是这样的，以使这些排斥最小化。这种方法通常适用于有一个可识别的中心原子(H .中的氧原子)的物种2例如，O)，但将其扩展到多原子物种中任意给定原子的局部形状的讨论是很简单的。
将VSEPR理论应用于简单分子
的甲烷分子, CH4，可以用来说明预测分子形状的程序。该分子的路易斯结构将四个成键电子对归于碳原子()．这些对相互排斥，如果它们采用四面体，它们的分离就会最大化性格围绕着中心碳原子。每个键对上都有一个氢原子，所以可以预测CH4很可能是一个四面体物种，事实也是如此。
在应用VSEPR理论时，首先将注意力集中在电子对上中心原子，忽略了成键对和孤对的区别。然后，这些电子对被允许围绕中心原子移动(以恒定的距离)，并占据最大限度地使它们相互分离的位置。在甲烷分子中，四对采用四面体结构。表中总结了两对到六对所采取的安排。在这一阶段，引入键对所附着的原子，并根据这些原子的排列来报告分子的形状。
的水分子,H2O，提供了一个简单的示例。的氧气原子有四个电子对，所以这些电子对采用四面体排列。其中两对成键，氢原子连着它们。因此，分子是有棱角的。(请注意，分子的形状是由原子的分布决定的，而不是电子对的分布。)的氨分子,NH3.，有四个电子对以四面体排列围绕氮原子;其中三对用来结合氢原子，所以这个分子被预测为三角金字塔形，在顶端位置有一对孤对。对一些简单分子的形状进行了概括．
的角电子对之间的四面体排列是109.5°。然而，尽管H2O确实是有角的，而NH3.为三角锥体，键间夹角分别为104°和107°。从某种意义上说，对于如此简单的方法，如此接近的一致是相当令人满意的，但显然还有更多需要解释的地方。为了解释键角的变化，假设孤对之间的电子对排斥最大，孤对和成键对之间的电子对排斥较小，成键对之间的电子对排斥最小。事实证明，这种排序的理由有些难以捉摸;定性上是这样的假定这些孤对只附着在一个中心上，比固定在两个吸引中心之间的成键对分布在更大的体积上。不管原因是什么，排列顺序与观察结果相当吻合。因此，在H中2两个孤电子对稍微分开，而两个成键电子对通过彼此夹角的方式远离它们。同样，在NH3.三个成键对从单个孤对移回，以减少它们与它的相互作用。结果，H-N-H键角略有减小。在每种情况下，预测的角度小于四面角，正如实验观察到的那样。
VSEPR理论在预测(或至少合理化)分子的整体形状方面相当成功。因此，高价种SF6（六氟化硫)，具有6个键对，预测并发现它是一个正八面体，而PCl5（磷五氯)，有五个键对，预测并发现是a三方晶系的双锥体。的XeF4（四氟化氙分子是高价的，中心氙原子周围有6个电子对。这些配对采用一种八面体结构．其中4对是成键对，2对是孤对。根据VSEPR理论，孤对之间的排斥力是最小的，如果他们躺在相对的两侧氙原子，留下四个赤道对作为成键对。
这一分析表明XeF4应该是平面种，这是发现的情况。
分子多种债券
VSEPR理论中还有进一步的规则，简化了具有多键的物种和具有多键的物种的讨论共振必须考虑。对具有多重键的物种所采用的形状的分析表明，每个多重键都可以被视为一个单一的“superpair电子的。这一规则可以通过考虑两个原子共享两对或更多电子对所产生的几何形状来证明()．因此,硫酸根离子,所以42−，其中路易斯结构为
可以看作是在硫原子周围以四面体排列有四对(两个普通对和两个超对)的等价物。所有四对都是成键，所以离子被预测为正四面体，它确实是。关于分子形状的相同结论可以从另一种可能的刘易斯结构中得出，其中每个键都是单键:
实际分子是a共振混合这些结构和相关结构的;但是，由于每一个都对应于相同的几何结构，在基于VSEPR理论进行预测之前，不需要选择特定的刘易斯结构。换句话说，共振不影响分子的形状。