路易斯结构式.docx

路易斯结构式 在弗兰克兰结构式基础上，Lewis提出了“共用电子对理论” “一”表示共用一对电子。H—H “=”表示共用两对电子。H—O—HO=O “三”表示共用三对电子。N三N 弗兰克兰的“化合价”=Lewis的电子共用电子对数目。 柯赛尔的“八隅律” 认为稀有气体的8e外层是一种稳定构型。 其它原子倾向于共用电子而使其外层达到8e外层。 如：H—O—HH—C三N 成键电子与孤对电子的表示 成键电子=键合电子一指形成共价键的电子。 孤对电子一指没有参与化合键形成的电子。 结构式的表示： 键合电子一用线连 孤对电子一用小黑点 如：H—N—HN三N Lewis电子结构式的局限性 按柯赛尔的“八隅律”规则，许多分子的中心原子周围超出8e但仍然稳定。 如：PCI5BCI3B周围5个e 这些需要用现代价键杂化轨道杂化轨道理论(hybridorbitaltheory)杂化轨道理论(hybridorbitaltheory)是1931年由鲍林(PaulingL)等人在价键理论的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。 要点 1.在成键的过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道(即波函数)，可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新原子轨道，这种轨道重新组合的方式称为杂化(hybridization),杂化后形成的新轨道称为杂化轨道(hybridorbital)。2.杂化轨道的角度函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道间最大程度地重叠，因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强(轨道是在杂化之后再成键)。 a!■上 孔■寿f?r*电子云的形状 3.杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。 类型简介 sp,sp2,sp3,dsp2,sp3d,sp3d2,d2sp3,按杂化后形成的几个杂化轨道的能量是否相同，轨道的杂化可分为等性和不等性杂化。 于1931年，鲍林提出 一个原子中的几个原子轨道经过再分配而组成的互相等同的轨道。原子在化合成分子的过程中，根据原子的成键要求，在周围原子影响下，将原有的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道。这种在一个原子中不同原子轨道的线性组合，称为原子轨道的杂化。杂化后的原子轨道称为杂化轨道。杂化时，轨道的数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变。组合所得的杂化轨道一般均和其他原子形成较强的a键或安排孤对电子，而不会以空的杂化轨道的形式存在。在某个原子的几个杂化轨道中，全部由成单电子的轨道参与的杂化，称为等性杂化轨道；有孤对电子参与的杂化，称为不等性杂化轨道。 杂化轨道具有和s，p等原子轨道相同的性质，必须满足正交，归一性。 价键理论对共价键的本质和特点做了有力的论证，但它把讨论的基础放在共用一对电子形成一个共价键上，在解释许多分子、原子的价键数目及分子空间结构时却遇到了困难。例如C原子的价电子是2s22p2，按电子排布规律，2个s电子是已配对的，只有2个p电子未成对，而许多含碳化合物中C都呈4价而不是2价，可以设想有1个s电子激发到p轨道去了。那么1个s轨道和3个p轨道都有不成对电子，可以形成4个共价键，但s和p的成键方向和能量应该是不同的。而实验证明：CH4分子中，4个C-H共价键是完全等同的，键长为114pm，键角为109.5°。BCI3，BeCI2，PCI3等许多分子也都有类似的情况。为了解释这些矛盾，1928年Pauling提出了杂化轨道概念，丰富和发展了的价键理论。他根据量子力学的观点提出：在同一个原子中，能量相近的不同类型的几个原子轨道在成键时，可以互相叠加重组，成为相同数目、能量相等的新轨道，这种新轨道叫杂化轨道。 困6泸亲化的四个价键分布 sp3杂化电子云图 C原子中1个2s电子激发到2p后，1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成4个sp3杂化轨道［1,它们再和4个H原子形成4个相同的C-H键，C位于正四面体中心，4个H位于四个顶角。 种类 杂化轨道种类很多，如三氯化硼(BCl3)分子中B有sp2杂化轨道，即由1个s轨道和2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道，在氯化铍(BeCl2)中有sp杂化轨道，在过渡金属化合物中还有d轨道参与的sp3d和sp3d2杂化轨道等。以上几例都是阐明了共价单键的性质，至于乙烯和乙炔分子中的双键和三键的形成，又提出了o键和n键的概念。如把两个成键原子核间联线叫键轴，把原子轨道沿键轴方向“头碰头”的方式重叠成键，称为o键。把原子轨道沿键轴方向“肩并肩”的方式重叠，称为n键。例如在乙烯(C2H4)分子中有碳碳双键(C=C)，碳原子的激发态中2p