第九章分子結(jié)構(gòu)和晶體-王非

1、第九章第九章 分子結(jié)構(gòu)和晶體分子結(jié)構(gòu)和晶體1. 價(jià)層電子對(duì)互斥理論基本要點(diǎn)價(jià)層電子對(duì)互斥理論基本要點(diǎn) 9.2.3 多原子分子的空間構(gòu)型多原子分子的空間構(gòu)型對(duì)對(duì)AXm(En)型分子或離子型分子或離子p 分子或離子的空間構(gòu)型取決于中心原子周?chē)姆肿踊螂x子的空間構(gòu)型取決于中心原子周?chē)膬r(jià)層電價(jià)層電子對(duì)數(shù)子對(duì)數(shù)(包括成鍵電子對(duì)和未成鍵的孤電子對(duì)包括成鍵電子對(duì)和未成鍵的孤電子對(duì))；p 中心原子中心原子價(jià)電子層價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層)中的電子對(duì)傾向于盡可中的電子對(duì)傾向于盡可能地遠(yuǎn)離，以使彼此間相互排斥作用最?。荒艿剡h(yuǎn)離，以使彼此間相互排斥作用最??；p VSEPR理論把分子中中心原子理論把分子中中心原子

2、(A)的價(jià)電子層視為一的價(jià)電子層視為一個(gè)球面。因而價(jià)電子層中的電子對(duì)個(gè)球面。因而價(jià)電子層中的電子對(duì)(包括成鍵電子對(duì)和孤包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)電子對(duì))(稱(chēng)稱(chēng)價(jià)電子對(duì)價(jià)電子對(duì)VP)按能量最低原理排布在球面，從按能量最低原理排布在球面，從 而決定分子的空間構(gòu)型。而決定分子的空間構(gòu)型。中心原子價(jià)電子對(duì)排布方式中心原子價(jià)電子對(duì)排布方式 VP23456排布方式排布方式直線(xiàn)形直線(xiàn)形平面三角平面三角形形正四面體正四面體形形三角雙錐三角雙錐形形正八面體正八面體形形p在考慮價(jià)電子對(duì)在考慮價(jià)電子對(duì)(VP)排布時(shí)，還應(yīng)考慮排布時(shí)，還應(yīng)考慮成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)(BP)與與孤電子對(duì)孤電子對(duì)(LP)的區(qū)別。不同的電子對(duì)之

3、間的斥的區(qū)別。不同的電子對(duì)之間的斥力力大小順序?yàn)榇笮№樞驗(yàn)長(zhǎng)PLP LPBP BPBP為使分子處于最穩(wěn)定的狀態(tài)，分子構(gòu)型總是保持價(jià)電為使分子處于最穩(wěn)定的狀態(tài)，分子構(gòu)型總是保持價(jià)電子對(duì)間的斥力為最小。子對(duì)間的斥力為最小。 此外，分子若含有雙鍵、三鍵，由于重鍵電子較此外，分子若含有雙鍵、三鍵，由于重鍵電子較多，斥力也較大，對(duì)分子構(gòu)型多，斥力也較大，對(duì)分子構(gòu)型(主要是鍵角主要是鍵角)也有影響，也有影響，一般其影響可視同孤電子對(duì)的影響。一般其影響可視同孤電子對(duì)的影響。2. 推測(cè)推測(cè)AXm(En)分子空間構(gòu)型的步驟分子空間構(gòu)型的步驟(1)確定中心原子的確定中心原子的VPVP = BP + LP = m

4、+ n如：如： SO42 ：LP = (6+2 2 4)/2 = 0 NH4+：LP = (5 1 1 4)/2 = 0 NO2： LP = (5 2 2)/2 = 0.5 = 1 (LP 不為整數(shù)時(shí)修約成整數(shù)不為整數(shù)時(shí)修約成整數(shù))2對(duì)電子數(shù)配位原子個(gè)離子電荷數(shù)的價(jià)電A中心原子的未成基態(tài)子總數(shù)m LP負(fù)正(2)確定中心原子確定中心原子VP的空間排布的空間排布VP23456排布方式排布方式直線(xiàn)形直線(xiàn)形平面三角形平面三角形正四面體形正四面體形三角雙錐形三角雙錐形正八面體形正八面體形(3)根據(jù)中心原子根據(jù)中心原子A的的VP與與LP -推斷分子空間構(gòu)型推斷分子空間構(gòu)型A. 若若A的的LP = 0，則其

5、，則其VP的空間排布就是分子空間構(gòu)型的空間排布就是分子空間構(gòu)型 如如 BeH2 BF3 CH4 PCl5 SF6 LP (2 2)/2=0 (3 3)/2=0 (4 4)/2=0 (5 5)/2=0 (6 6)/2=0VP=BP=m 2 3 4 5 6VP排布排布 直線(xiàn)形直線(xiàn)形 平面三角形平面三角形 正四面體形正四面體形 三角雙錐形三角雙錐形 正八面體形正八面體形分子構(gòu)型分子構(gòu)型 直線(xiàn)形直線(xiàn)形 平面三角形平面三角形 正四面體形正四面體形 三角雙錐形三角雙錐形 正八面體形正八面體形B. 若若A的的LP 0，則其，則其VP的空間排布與分子空間構(gòu)型不同的空間排布與分子空間構(gòu)型不同如如 NH3 H2O

6、 NO2 LP (5 1 3)/2=1 (6 1 2)/2=2 (5 2 2)/2=0.5=1 VP = m + n 3+1=4 2+2=4 2+1=3 VP排布排布 正四面體形正四面體形 正四面體形正四面體形 平面三角形平面三角形 分子構(gòu)型分子構(gòu)型 三角錐形三角錐形 V形形(角形角形) V形形(角形角形)OHH = 107 109.5 NHHH = 104.5 109.5 NOO 120 例例9-4 試判斷試判斷COCl2分子的空間構(gòu)型及分子的空間構(gòu)型及 ClCCl和和 ClCO的的相對(duì)大小。相對(duì)大小。解：解：多原子分子的中心原子一般為電負(fù)性較小的原子，所以多原子分子的中心原子一般為電負(fù)性較

7、小的原子，所以COCl2分子的中心原子應(yīng)為分子的中心原子應(yīng)為C原子，分子為原子，分子為O = CCl2。LP =(4 2 2 1)/2= 0 ； VP = m = 2+1=3 因?yàn)橐驗(yàn)長(zhǎng)P =0， VP排布與分子構(gòu)型一致，為平面三角形。排布與分子構(gòu)型一致，為平面三角形。 由于由于C=O雙鍵，其作用類(lèi)似孤電子對(duì)，斥力大于單鍵，所以雙鍵，其作用類(lèi)似孤電子對(duì)，斥力大于單鍵，所以 ClCCl 受擠壓，受擠壓， ClCCl120 。COClCl111.3124.35C. 孤對(duì)電子的影響孤對(duì)電子的影響 孤對(duì)電子孤對(duì)電子(LP)的位置也將影響分子的空間構(gòu)型。的位置也將影響分子的空間構(gòu)型。但對(duì)三角雙錐有影響，因?yàn)榈珜?duì)三角雙錐有影響，因?yàn)長(zhǎng)P位于位于三角雙錐的腰或頂點(diǎn)不一樣。此時(shí)三角雙錐的腰或頂點(diǎn)不一樣。此時(shí)根據(jù)能量最低原理，根據(jù)能量最低原理， LP應(yīng)位于能應(yīng)位于能量最低、斥力最小的位置。量最低、斥力最小的位置。如如SF4 ：LP =(6 4)/2=1 VP =4+1=5 即即AX4E1型型VP排布為三角雙錐，排布為三角雙錐，LP的排布有的排布有(a)(b)兩種形式，兩種形式， ，斥力，斥力 ，SF4中最小的鍵角為中最小的鍵角為90 ，比較