分子结构分析.doc

离子极化: 离子极化指的是在离子化合物中，正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下，发生变形的现象。离子极化能对金属化合物性质的影响配位数: 直接同中心离子（或原子）配位的原子数目叫中心离子（或原子）的配位数。晶体学中，配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。晶格能: 1mol离子化合物中的阴、阳离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。 晶格能也可以说是破坏1mol晶体，使它变成完全分离的气态自由离子所需要消耗的能量。用化学反应式表示时，相当于下面反应式的焓变的负值。 a Mz+(g) + b Xz-(g) MaXb(s) U=-H氧原子的电子层结构是：到了二十世纪四十年代，顺磁共振光谱发现了，并且证实顺磁共振光谱是由分子或离子中存在着未成对电子而引起的。顺磁共振光谱的实验证明氧分子有顺磁性，还证明氧分子里有两个未成对的电子。这个实验说明原来的以双键结合的氧分子结构式不符合实际。价键理论对这个事实怎样解释呢？它承认未成对电子的存在，认为氧分子里形成了两个三电子键，氧分子的结构式要这样表示： 结构式中代表三电子键。两个氧原子间怎样会形成三电子键呢？根据保里原理，一个轨道只能容纳两个自旋相反的电子，所以三电子键是由在两个轨道的三个电子形成的。形成一个三电子键放出的能量大约只有由一个电子对形成的单键放出的能量的一半，所以三电子键不稳定。三电子键只有在两个相同的原子间或电负性相差极小的原子间才可能形成。价键理论对于怎样形成三电子键还没有很明确的说明。价键理论局限于把形成化学键的电子只处于相连的两个原子区域内。后来，着眼于分子整体来研究分子结构的分子轨道法发展起来，应用于对氧分子结构的解释。分子轨道法认为形成化学键的电子应在遍布整个分子的区域内运动。氧分子由两个氧原子构成。每个氧原子有8个电子，两个氧原子就有16个电子。这16个电子中，4个电子处于K层，12个电子处于L层。形成分子轨道的主要是L层的电子理论基础价层电子对互斥理论的基础是，分子或离子的几何构型主要决定于与中心原子相关的电子对之间的排斥作用。该电子对既可以是成键的，也可以是没有成键的（叫做孤对电子）。只有中心原子的价层电子才能够对分子的形状产生有意义的影响。分子中电子对间的排斥的三种情况为： 孤对电子间的排斥（孤-孤排斥）； 孤对电子和成键电子对之间的排斥（孤-成排斥）； 成键电子对之间的排斥（成-成排斥）。分子会尽力避免这些排斥来保持稳定。当排斥不能避免时，整个分子倾向于形成排斥最弱的结构（与理想形状有最小差异的方式）。孤对电子间的排斥被认为大于孤对电子和成键电子对之间的排斥，后者又大于成键电子对之间的排斥。因此，分子更倾向于最弱的成-成排斥。配体较多的分子中，电子对间甚至无法保持90的夹角，因此它们的电子对更倾向于分布在多个平面上。编辑 实际预测下面是价层电子对互斥理论预测的分子形状表。电子对数杂化类型（混層類型）轨道形状单电子对数（孤電子對）分子形状例2sp直线型0直线型BeCl2、二氧化碳3sp2平面正三角形0平面正三角形三氯化硼1V字型（角型、彎曲型）二氧化硫4sp3正四面体0正四面体甲烷1三角锥氨2V字型（角型、彎曲型）水5sp3d三角双锥0三角双锥五氯化磷1变形四面体（跷跷板型）TeCl42T字型ClF33直线型I36sp3d2正八面体0正八面体六氟化硫1四方錐IF52平面十字型ICl43T字型4直線型7sp3d3五角雙錐0五角雙錐IF71五角錐电子对数没有孤电子对（基本形状）1个孤电子对2个孤电子对3个孤电子对2直线型3平面三角形型角型4四面体型三角锥型角型5三角双锥型变形四面体型T字型直线型6八面体型四角锥型平面四方形型7五角双锥型五角锥型分子类型分子形状中心原子价电子对的排布方式分子的几何构型实例AX1En双原子分子（直线型）HF、O2AX2E0直线型BeCl2、HgCl2、CO2AX2E1角型NO2、SO2、O3AX2E2角型H2O、OF2AX2E3直线型XeF2、I3AX3E0平面三角形型BF3、CO32、NO3、SO3AX3E1三角锥型NH3、PCl3AX3E2T字型ClF3、BrF3AX4E0四面体型CH4、PO43、SO42、ClO4AX4E1变形四面体型SF4AX4E2平面四方形型XeF4AX5E0三角双锥型PCl5AX5E1四角锥型ClF5、BrF5AX6E0八面体型SF6AX6E1五角锥型XeOF5、IOF52 1AX7E0五角双锥型IF7 孤电子对以淡黄色球体表示。 分子的实际几何构型，即不包含孤对电子的构型。價層電子對互斥理論常用AXE方法計算分子構型。這種方法也叫ABE，其中A代表中心原子，X或B代表配位原子，E代表孤電子對。甲烷分子(CH4)是四面體結構，是一個典型的AX4型分子。中心碳原子周圍有四個電子對，四個氫原子位於四面體的頂點，鍵角(H-C-H)為10928。一個分子的形狀不但受配位原子影響，也受孤對電子影響。氨分子(NH3)中心原子雜化類型與甲烷相同（sp3），分子中有四個電子雲密集區，電子雲分佈依然呈四面體。其中三個是成鍵電子對，另外一個是孤對電子。雖然它沒有成鍵，但是它的排斥力影響著整個分子的形狀。因此，這是一個AX3E型分子，整個分子的形狀是三角錐形，因為孤對電子是不可見的。事實上，電子對數為七是有可能的，軌道形狀是五角雙錐。但是它們僅存在於不常見的化合物之中，比如在六氟化氙中，有一對孤電子，它的構型趨向於八面體結構，因為孤對電子傾向於位於五角形的平面上。另一个例子为七氟化碘，碘沒有孤電子，七個氟原子呈五角雙錐狀排列。電子對數為八也是有可能的，这些化合物一般为四方反棱柱体结构，2 例子有八氟合氙酸亚硝酰中的 XeF82 离子34 以及八氰合钼()阴离子 Mo(CN)84 和八氟合锆()阴离子 ZrF84。编辑 与其他相关理论的对比