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⑴?键和?键 原子轨道沿核间连线方向进行同号重叠而形成的共价键称为?键;两原子轨道垂直核间连线并相互平行而进行同号重叠所形成的共价键称为?键﹝剩余几个p轨道形成几个p–p?键,剩余几个p电子形成几个d–p?键﹞。双键中一个共价键是?键,另外一个共价键是?键;叁键中一个共价键是?键,另外两个都是?键,它们相互之间成90°;至于单键,成键时通常轨道都是沿核间连线方向达到最大重叠的,所以都是?键。
⑵配位键 共用的一对电子由一个原子单独提供的共价键叫做配位键。配位键用箭头“→”而不用短线表示,以示区别。箭头方向是从提供电子对的原子指向接受电子对的原子。配位键的形成条件:①提供共用电子对的原子有孤对电子;②接受电子对的原子有空轨道。
第三节:杂化轨道理论
1、 杂化是指在形成分子的过程中,若干不同类型能量相近的原子轨道重新组合成一组新的
原子轨道。这种轨道重新组合的过程称为杂化,所形成的新轨道称为杂化轨道。 2、 杂化轨道类型:
⑴只有s轨道和p轨道参与的杂化称为sp型杂化。根据参与杂化的p轨道数目的不同,
sp型杂化又分为三种杂化方式:①sp杂化 sp杂化是由1个s轨道和3个p轨道组合而成。每个杂化轨道含有14s轨道成分和34p轨道成分,sp杂化轨道间夹角为
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109.5°,空间构型为四面体。②sp2杂化 sp2杂化是由1个s轨道和2个p轨道组合而成。每个杂化轨道含有13s轨道成分和23p轨道成分,sp杂化轨道间夹角为
2120°,空间构型为平面三角形。③sp杂化 sp杂化是由1个s轨道和1个p轨道组合而成。每个杂化轨道含有12s轨道成分和12p轨道成分,sp杂化轨道间夹角为
??1??180°,空间构型为直线型。sp型杂化轨道间的夹角可用公式cos??足化轨道间夹角,?为杂化轨道中s轨道成分。
计算,?为
⑵spd型杂化 s轨道,p轨道,d轨道共同参与的杂化称为spd型杂化。这里只介绍两种常见类型:spd杂化和spd杂化。①spd杂化 1个s轨道,3个p轨道和1个d轨道组合成5个spd杂化轨道,在空间排列成三角双锥构型,杂化轨道间夹角为90°和120°。②spd杂化 1个s轨道,3个p轨道和2个d轨道组合成6个spd杂化轨道,在空间排列成正八面体结构,杂化轨道间夹角为90°和180°。 ⑶不等性杂化:
上述sp型和spd型杂化,杂化过程中形成的是一组能量简并的轨道,参与杂化的各原子轨道如s,p,d等成分相等,这种杂化属于等性杂化。有些分子杂化情况不同,参与杂化的原子轨道不仅含有未成对电子的原子轨道,也包电子已耦合成对的原子轨道或者没有电子的空原子轨道。也就是说,杂化过程中参与杂化的各原子轨道s,p,d的成分并不相等,所形成的杂化轨道是一组能量彼此不相等的轨道,这种杂化称为不等性杂化。 第四节:价层电子互斥理论
1、 价层电子互斥理论基本要点:
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⑴当中心原子A与m个配位原子或原子团X,n个孤电子对L组成AXmLn型分子时,
分子的空间构型取决于中心原子A的价层电子对数(VPN)。价层电子对数(简称价层电子对)包括成键电子对与未成键的孤电子对。
⑵分子的空间构型采取电子对相互排斥作用最小的构型。价层电子对间尽可能远离以使斥力最小。因此,价电子对空间排布方式与价电子对数关系如下表:
⑶就只含有共价单键的AXm中心原子A的价层电子对数VPN等于成键Ln型分子而言,
m电子对数m与孤电子对数n之和(即VPN=m+n)。AXLn分子的几何构型与价层电
子对数,成键电子对数及孤电子对数之间的关系如下表:
A的价成键 孤对 分子类层 分子的 A的价层电子电子电子型 电子对对 几何构对数 对数 AXmLn 数 的排布方式 型 m n VPN 2 2 0 AX2 实例 直线型 3 3 2 0 AX3 平面三角形 1 AX2L V形 4 O AX4 四面体 4 3 1 AX3L 三角锥 2 2 AX2L2 V形 23
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续表
A的价层 电子对数 VPN 成键 电子对数 m 孤对 电子对数 n 分子类型 AXmA的价层电子分子的 几何构型 实例 Ln 对 的排布方式 5 0 AX5 三角双锥 变形四 4 5 3 1 AX4L 面体 (跷跷板形) 2 AX3L2 T形 2 3 AX2L3 直线型 6 0 AX6 八面体 6 5 1 AX5L 四方锥 4 2 AX4L2 平面正方形 ⑷中心原子A与配位原子X之间以双键或叁键结合,VSEPR理论把重键当成单键处理,因为同一多重键中的?键和?键连接着相同的两个原子,就决定分子几何构型的意义上看,多重键的2对或3对电子同单键的一对电子是等同的。
⑸价层电子对间斥力大小取决于电子对之间的夹角以及电子对的类型。一般规律是:
① 电子对间夹角越小,斥力越大。
② 价层电子对间斥力大小顺序为:孤对电子对–孤对电子对>孤对电子对–成键
电子对>成键电子对–成键电子对
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③ 多重键的存在虽然不能改变分子的几何形状,但对键角有一定影响,排斥作用
随多重键键型不同而有所差异:叁键>双键>单键。
2、 分子几何构型预测:
⑴确定中心原子价层电子对数。中心原子A的价层电子对数VPN可以用下式计算:
1VPN={中心原子A的价电子数+X提供的价电子数?离子电荷数(负加正减)};
2式中中心原子A的价电子数等于中心原子A所在的族数,VSEPR理论讨论的共价分子主要针对主族化合物,它们分别属于2→8主族,它们作为中心原子提供的价电子数分别为2→8(He除外)。作为配位原子X的元素通常是氢,卤素,氧和硫。计算配位原子X提供的价电子数时,氢和卤素记为1,氧和硫原子当做不提供共用电子处理,故价电子数记为0。
⑵确定中心原子的孤对电子数n,用以下公式计算: 2⑶然后根据上表确定价层电子对排布方式。
1n=(中心原子A的价电子数-A与配位原子X成键用去的价电子数之和)
注:若n?0,分子几何构型与价层电子对的空间构型不同。
3、 杂化轨道数(a)等于参与杂化但未成键的孤对电子数(b)与端极原子数(c)之和,即
a=b+c;参与杂化但未成键的孤对电子数(b)等于中心原子价电子数(E)与离子电荷数
(q)【负加正减】之和与成键电子数(V)之差的一半,即b?第五节:分子轨道理论
1、 分子轨道理论要点:
⑴分子轨道理论认为,在分子中的电子不局限在某个原子轨道上运动,而是在分子轨道上运动。
⑵分子轨道可以由组成分子的原子的原子轨道线性组合而成。例如,两个原子轨道 ?a和 ?b线性组合成两个分子轨道?1和?2。?1?C1?a?C2?b,?2?C1?a?C2?b。式中C1和C2是常数。
组合成的分子轨道与组合前的原子轨道数目相等,但轨道能量不同。
E?V?q2
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