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高中化学奥林匹克竞赛辅分子结构


高中化学奥林匹克竞赛辅导 第 2 讲 分子结构 【竞赛要求】 1、分子结构 路易斯结构式。价层电子对互斥模型。杂化轨道理论对简单分子(包括离子) 几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ 键和 π 键。离域 π 键。共轭(离域) 体系的一般性质。等电子体的一般概念。键的极性和分子的极性。相似相溶规律。 2、分子间作用力 范德华力、氢键以及其他分子间作用力的能量及与物质性质的关系。 【知识梳理】本部分主要讨论分子中共价键问题和分子的空间构型(即几何形状)问题。 一、路易斯理论 1、路易斯理论--早期的共价键理论 到本世纪初,在原子结构模型的基础上,路易斯(1916 年,G.C.Lewis,美国化学家) 提出了化学键的电子对理论。 他认为, 原子相互化合形成化学键的过程可以简单地归结为未 成对电子的配对活动。 当 A 原子的一个未成对电子和 B 原子的一个未成对电子配成一对被双 方共用的电子对,就形成一个化学健,这种化学键称为“共价键” 。这样,就可以把表示化 学健的“—” 。改成“:” ,以表示一对电子。这种化学符号就是所谓共价键的“电子结构式” 。 即认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势(八隅律) ,求得本身的稳定。而达 到这种结构,并非通过电子转移形成离子键来完成,而是通过共用电子对来实现。 通过共用一对电子,每个 H 均成为 He 的电子构型,形成共价键。 2、路易斯结构式 所谓“路易斯结构式” ,通常是指如下所示的化学符号: 分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子, 又称孤对电子。 添加了孤对电子的结构 式叫路易斯结构式。如:H∶H 或 H—H ∶N≡N∶ C2H2(H—C≡C—H) 共价分子中成键数和孤电子对数的计算: 计算步骤: a.令 no ? 共价分子中,所有原子形成八电子构型(H 为 2 电子构型)所需要的电子总数 b.令 n v ? 共价分子中,所有原子的价电子数总和 阴离子的价电子总数:各原子的价电子数之和加负电荷数 阳离子的价电子总数:各原子的价电子数之和减正电荷数 c.令 ns ? 共价分子中,所有原子之间共用电子总数 ns = no ? nv ,ns/2 = (no ? nv) / 2 = 成键电子对数(成键数) d.令 nl ? 共价分子中,存在的孤电子数。 (或称未成键电子数) nl = nv ? ns ,nl/2 = (nv ? ns)/2 = 孤对电子对数 ? ? 例如:P4S3、HN3、N 5 、H2CN2(重氮甲烷) 、NO 3 P4S3 HN3 2+3×8=26 1+3×5=16 (26?16)/2=5 (16-10)/2=3 N5 ? H2CN2 2×2+8×3=28 1×2+4+5×2=16 (28?16)/2 =6 (16-12)/2=2 NO 3 ? no nv ns /2 nl/2 7×8=56 4×5+3×6=38 (56?38)/2=9 (38-18)/2=10 5×8=40 5×5?1=24 (40?24)/2=8 (24-16)/2=4 4×8 = 32 5+6×3+1=24 (32?24)/2=4 (24-8)/2=8 在路易斯结构式中,线段的意义,代表共用电子对,仍称“单键” 、 “双键”和“叁键” (代表 1,2,3 对共用电子对) 。成对的小黑点则代表未用来形成化学键的“价层电子对” , 叫做“孤对电子对” (有时分子里有单个的非共用电子,如 NO2) 。 3.Lewis 结构式的书写 1 例如: P4S3 S P S P P S


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