第九章分子结构.doc

第九章 分子结构（9-2）（1）如果分子构型为直线形，其中心原子有可能为sp杂化，也有可能为sp3d杂化(中心原子共有五对价电子),因此HgCl2中Hg以sp杂化轨道与配位原子Cl成键。（2）正四面体构型的分子或离子，其中心原子只可能为sp3杂化。SiF4中Si以SP3杂化成键。（3）平面三角形构型的分子或离子，中心原子为sp2杂化。BCl3中B以sp2杂化轨道成键。（4）三角锥形的分子或离子，其中心原子以sp3不等性杂化轨道成键，并具有一对孤对电子，NF3正是这种情形。（5）V形分子或离子的中心原子有可能是sp2杂化（只有一对孤对电子）或sp3杂化（有2对孤对电子）。画出N02-的点式结构，N上只有一对孤对电子，所以NO2-中N为sp2杂化轨道成键。*解答本题时，只是从中心原子的杂化轨道类型、孤对电子数与分子（或离子）空间构型的关系入手，并没有直接运用价层电子对互斥理论；也可以从分子构型和中心原子的成键特征来确定中心原子的杂化轨道。例如，配位数为2的汞化合物，Hg以sp杂化；BX3型的B为sp2杂化，SiX4型的Si为sp3杂化，NH3型的N为sp3不等性杂化，NH4+为sp3等性杂化，N03-和NO2-均为sp2杂化. (9-3) 用VSEPR理论推断分子空间构型的思路是：先计算中心原子的价层电子对数，确定电子对的空间排布，再根据是否有孤对电子推测分子的空间构型（孤对电子数等于中心原子的价层电子对数减去配位原子数）。如果孤对电子数为零，则分子的空间构型与电子对的空间排布什一致的；有孤对电子存在时，两者不一致。中心原子的杂化轨道类型取决于中心原子的电子构型和其价层电子对数；中心原子的价层子对数等于其参与杂化的原子轨道数。本题中6种分子的空间构型推测及其结果如下：分子中心原子价层电子对数电子对的空间排布中心原子的孤对电子数分子的空间构型中心原子的杂化轨道类别SiCl44四面体0正四面体sp3CS22直线形0直线形spBBR33平面三角形0平面三角形sp2PF34四面体1三角锥形sp3OF24四面体2V形sp3SO23平面三角形1V形sp3（9-4）本题的解题思路与上题相同。不同之处在于如何计算离子的中心原子的价层电子对数，请见内容要点部分。这里再补充d轨道参与的杂化。7种离子的空间构型的推测用及其结果如下：离子中心原子的价层电子对数电子对的空间排布中心原子的孤对电子数分子的空间结构中心原子的杂化轨道类型I3-5三角双锥3直线形sp3dICl2+4四面体2V形sp3TlI43-5三角双锥1变形四面体sp3dCO32-3平面三角形0平面三角形sp2ClO3-4四面体1三角锥形sp3SiF5-5三角双锥0三角锥形sp3dPCl6-6八面体0八面体dp3d2*自行完成（9-5）和（9-6）两个习题，应用VSEPR理论推测分子或离子构型时应注意：1 几何构型为T形的分子或离子，其中心原子的价层电子对数应为5，配位原子数应为3。2 几何构型为平面四方形的主族元素化合物分子或离子，其中心原子的价层电子对数应为6，配位原子数应为4。3 中心原子价层电子对数相同，配位原子数也相同的分子或离子，一定具有相同的几何构型。中心原子价层电子对数不同，但配位原子数相同的分子或离子，可能具有相同的几何构型，也可能构型不同（请举例说明）。 (9-8) *“氧分子“的分子轨道能级顺序与氟分子的相同，O22-与F2的电子数相等，因此F2的分子轨道排布与O22-的相同，这样（9-7）题就迎刃而解了。*键级预键长、稳定性的关系：对同种元素双原子分子和离子来说，键级大，键长短，该物种稳定性强，否则，繁殖。（9-9）本题所涉及到的双原子分子和离子的分子轨道能级顺序如教材中图9-15（a）所示。据此，计算各物种的键级和推测稳定性的结果如下：分子或离子分组轨道电子排布式键级稳定性H2+0.5较稳定C22稳定B21稳定Li21稳定He20不存在He2+0.5较稳定Be20不存在*N2,N2+的分子轨道能级顺序为图9-15（a）所示，据此可写出分子的轨道电子排布式，计算其键级，确定其磁性。结合（9-8）题中有关O2,O2+的分子轨道电子排布式、键级、键长和磁性，可以完成（9-10）题的回答。（9-10）在确定dx2-y2原子轨道图形的前提下，以x轴作旋转轴旋转180度，该原子轨道的形状、符号可重现，即为、对称。分子轨道、和、 形状见教材中267页图9-13，以核间连线为旋转轴，、为、对称，而、的旋转对称性为、对称，即旋转180度后，形状重现，符号相反；如果以、核间连线的中点为对称中心i,i两边、的符号相同（绝对值相同），具有这种中心对称也称g对称。（9-12）（1）同核双原子分子中，元素的电负性相同（同种元素、两原子的价电子数、孤对电子数、共用电子数均相同），因此，F2分子中两原子的部分电荷均为零。（2）部分电荷=某原子的价电子数-孤对电子数-共用电子数*电负性分数先写出 HF点电子式、（3）ClF的点电子式、（9-13）根据VSEPR理论可以确定中心原子的价层0电子电子对数和空间排布，进而确定其成键所采用的杂化轨道；然后推断分子或离子的几何构型。这一过程中，有时要考虑孤对电子对键角的影响。键的极性取决于成键原子的电负性，当、，为极性键。分子或离子几何构型键角中心原子的杂化轨道键的极性KrF2直线形180度sp3d极性键BF4-正四面体109度28sp3极性键SO3平面三角形120度sp2极性键XeF4平面四方形90度sp3d2极性键PCl5三角双锥120度，90度sp3d极性键SeF6正八面体90度