1、會(huì)計(jì)學(xué)1時(shí)時(shí) 路易斯結(jié)構(gòu)式共振論等電子體分子間路易斯結(jié)構(gòu)式共振論等電子體分子間作用力和氫鍵作用力和氫鍵. .OO.HH. .HNHH. .HCHHCH. . .NN. .O路易斯結(jié)構(gòu)式：以短棍表示共價(jià)鍵，同時(shí)用小黑點(diǎn)路易斯結(jié)構(gòu)式：以短棍表示共價(jià)鍵，同時(shí)用小黑點(diǎn)表示非鍵合的表示非鍵合的“孤對(duì)電子孤對(duì)電子”的結(jié)構(gòu)式叫做路易斯結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)式叫做路易斯結(jié)構(gòu)式式(Lewisstructure)(Lewisstructure)，也叫電子結(jié)構(gòu)式，也叫電子結(jié)構(gòu)式 第1頁(yè)/共64頁(yè)一、路易斯結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)方法一、路易斯結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)方法1.1.成鍵數(shù)成鍵數(shù) - -孤電子對(duì)數(shù)法孤電子對(duì)數(shù)法首先算出分子結(jié)構(gòu)中的成鍵數(shù)首先

2、算出分子結(jié)構(gòu)中的成鍵數(shù) ( (按惰性氣體電子結(jié)構(gòu)按惰性氣體電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的各原子最外層電子數(shù)之和與各原子價(jià)電子總數(shù)之差的二分之一計(jì)算的各原子最外層電子數(shù)之和與各原子價(jià)電子總數(shù)之差的二分之一 ) )和孤電子對(duì)數(shù)和孤電子對(duì)數(shù) ( (等于各原子價(jià)電子數(shù)之和與成鍵電子總數(shù)之差的二分之一等于各原子價(jià)電子數(shù)之和與成鍵電子總數(shù)之差的二分之一 ) ,) ,然后按照正確的原子間連接規(guī)則寫(xiě)出較穩(wěn)定的路易斯結(jié)構(gòu)式。然后按照正確的原子間連接規(guī)則寫(xiě)出較穩(wěn)定的路易斯結(jié)構(gòu)式。例如例如: H: H2 2O O成鍵數(shù)成鍵數(shù) = =(2 (2 2 + 8) - (1 2 + 8) - (1 2 + 6) 2 + 6) /2 = 2

3、 /2 = 2孤電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù) = =(1 (1 2 + 6) - 2 2 + 6) - 2 2 2 /2 = 2 /2 = 2所以所以 H H2 2O O的路易斯結(jié)構(gòu)式的路易斯結(jié)構(gòu)式: :HOH.第2頁(yè)/共64頁(yè)2.2.分步法分步法 對(duì)于簡(jiǎn)單分子對(duì)于簡(jiǎn)單分子 , ,成鍵數(shù)成鍵數(shù) - - 孤電子對(duì)數(shù)法書(shū)寫(xiě)路易斯結(jié)孤電子對(duì)數(shù)法書(shū)寫(xiě)路易斯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了構(gòu)簡(jiǎn)單明了 , ,但對(duì)于復(fù)雜分子但對(duì)于復(fù)雜分子 , ,應(yīng)用此法往往無(wú)從下手應(yīng)用此法往往無(wú)從下手 , ,且易且易出錯(cuò)。這時(shí)分步法顯示出更大的優(yōu)越性。下面以氯酸根離子為出錯(cuò)。這時(shí)分步法顯示出更大的優(yōu)越性。下面以氯酸根離子為例詳細(xì)介紹此方法。例詳細(xì)介紹此

4、方法。第一步第一步: :確定分子的價(jià)電子總數(shù)。對(duì)于中性分子確定分子的價(jià)電子總數(shù)。對(duì)于中性分子, ,其價(jià)其價(jià)電子總數(shù)等于各原子的價(jià)電子數(shù)之和電子總數(shù)等于各原子的價(jià)電子數(shù)之和; ;如分子帶一個(gè)電荷如分子帶一個(gè)電荷, ,其價(jià)電子總數(shù)需加其價(jià)電子總數(shù)需加 ( (負(fù)電荷負(fù)電荷) )或減或減 ( (正電荷正電荷 ) )一個(gè)電子。一個(gè)電子。例如例如: :氯酸根離子氯酸根離子 (ClO(ClO3 3- -) )的價(jià)電子數(shù)為的價(jià)電子數(shù)為: : 7 + 3 7 + 3 6 + 1 = 26 6 + 1 = 26個(gè)個(gè)第3頁(yè)/共64頁(yè)第二步第二步:畫(huà)出分子骨架結(jié)構(gòu)。這一步需要確定分子中畫(huà)出分子骨架結(jié)構(gòu)。這一步需要確定

5、分子中哪些原子通過(guò)共價(jià)鍵連在一起。化合物的分子式往往提供了構(gòu)建骨架結(jié)構(gòu)的信息。例如氯酸根離子的分子式哪些原子通過(guò)共價(jià)鍵連在一起?；衔锏姆肿邮酵峁┝藰?gòu)建骨架結(jié)構(gòu)的信息。例如氯酸根離子的分子式 Cl O3- 暗示了下列骨架結(jié)構(gòu)暗示了下列骨架結(jié)構(gòu):OClOO第4頁(yè)/共64頁(yè)畫(huà)分子骨架是分步法書(shū)寫(xiě)路易斯結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。通常畫(huà)分子骨架是分步法書(shū)寫(xiě)路易斯結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。通常 ,將電負(fù)性相對(duì)較小的元素放在分子骨架的中心位置。例如磺酰氯將電負(fù)性相對(duì)較小的元素放在分子骨架的中心位置。例如磺酰氯 ( S O2Cl 2 )可畫(huà)成下列骨架結(jié)構(gòu)可畫(huà)成下列骨架結(jié)構(gòu):OSOClCl第5頁(yè)/共64頁(yè)復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式常暗示了分

6、子的骨架結(jié)構(gòu)。例如復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式常暗示了分子的骨架結(jié)構(gòu)。例如 ,二甲基醚通常寫(xiě)成二甲基醚通常寫(xiě)成 CH3OCH3 , 其可轉(zhuǎn)化成下列骨架結(jié)構(gòu)其可轉(zhuǎn)化成下列骨架結(jié)構(gòu):HCOCHHHHH第6頁(yè)/共64頁(yè)第三步第三步:骨架結(jié)構(gòu)中每?jī)蓚€(gè)價(jià)電子組成一個(gè)共價(jià)鍵。骨架結(jié)構(gòu)中每?jī)蓚€(gè)價(jià)電子組成一個(gè)共價(jià)鍵。由此將價(jià)電子分成兩類(lèi)由此將價(jià)電子分成兩類(lèi):成鍵電子和非鍵電子。由于形成一個(gè)共價(jià)鍵需要兩個(gè)電子成鍵電子和非鍵電子。由于形成一個(gè)共價(jià)鍵需要兩個(gè)電子 ,用分子的總價(jià)電子數(shù)減去所有共價(jià)鍵所含的電子數(shù)用分子的總價(jià)電子數(shù)減去所有共價(jià)鍵所含的電子數(shù) ,可計(jì)算出分子中的非鍵電子數(shù)。如氯酸根離子可計(jì)算出分子中的非鍵電子數(shù)。如

7、氯酸根離子: 26 (價(jià)電子總數(shù)價(jià)電子總數(shù) ) 6 (成鍵電子數(shù)成鍵電子數(shù) ) = 20 (非鍵電子非鍵電子 )。OClOO第7頁(yè)/共64頁(yè)第四步第四步:分配剩下的價(jià)電子作為非鍵電子分配剩下的價(jià)電子作為非鍵電子 ,讓每個(gè)原子讓每個(gè)原子周?chē)鷿M足八隅體的穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。周?chē)鷿M足八隅體的穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。Cl O3-中的每個(gè)氧原子已經(jīng)在中的每個(gè)氧原子已經(jīng)在 Cl O共價(jià)鍵中擁有兩個(gè)電子共價(jià)鍵中擁有兩個(gè)電子 ,還需要還需要 6個(gè)電子才能滿足八隅體規(guī)則個(gè)電子才能滿足八隅體規(guī)則 ,因此三個(gè)氧原子共需要因此三個(gè)氧原子共需要 18個(gè)非鍵電子。這樣剩下的一對(duì)電子用來(lái)滿足氯原子的八隅體結(jié)構(gòu)，所以氯酸根的路易斯結(jié)構(gòu)如下：

8、個(gè)非鍵電子。這樣剩下的一對(duì)電子用來(lái)滿足氯原子的八隅體結(jié)構(gòu)，所以氯酸根的路易斯結(jié)構(gòu)如下：. OClOO.第8頁(yè)/共64頁(yè)例例1 1：寫(xiě)出：寫(xiě)出 NONO+ + 離子的路易斯結(jié)構(gòu)式離子的路易斯結(jié)構(gòu)式. . NO NO+ + 離子只可能有一種排布方式，見(jiàn)下圖最左邊一個(gè)：離子只可能有一種排布方式，見(jiàn)下圖最左邊一個(gè)： NO NO+ + 離子中價(jià)電子總數(shù)等于離子中價(jià)電子總數(shù)等于10 (10 (兩個(gè)原子的價(jià)電子數(shù)相加后減兩個(gè)原子的價(jià)電子數(shù)相加后減 1)1)，扣除，扣除 1 1 個(gè)單鍵的個(gè)單鍵的 2 2 個(gè)電子，個(gè)電子， 余下的余下的 8 8 個(gè)電子無(wú)論按上圖中第二個(gè)那樣以孤對(duì)方式分配給兩個(gè)原子，還是按上圖中

9、第三或第四個(gè)那樣將個(gè)電子無(wú)論按上圖中第二個(gè)那樣以孤對(duì)方式分配給兩個(gè)原子，還是按上圖中第三或第四個(gè)那樣將 N NO O 單單 鍵改為雙鍵，都不能使兩個(gè)原子同時(shí)滿足八隅律的要求鍵改為雙鍵，都不能使兩個(gè)原子同時(shí)滿足八隅律的要求. . 這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足. .NONO+NO+NO+NO第9頁(yè)/共64頁(yè)注意：分配非鍵電子時(shí)，為保證每個(gè)注意：分配非鍵電子時(shí)，為保證每個(gè)原子都滿足八隅體規(guī)則，如若遇到缺原子都滿足八隅體規(guī)則，如若遇到缺2個(gè)電子，則以形成一個(gè)雙鍵來(lái)補(bǔ)償；個(gè)電子，則以形成一個(gè)雙鍵來(lái)補(bǔ)償；如若遇到缺如若遇到缺4個(gè)電子，則以形成一個(gè)叁個(gè)電子，則以形成一

10、個(gè)叁鍵來(lái)補(bǔ)償。但需注意，在結(jié)構(gòu)式中每鍵來(lái)補(bǔ)償。但需注意，在結(jié)構(gòu)式中每個(gè)原子提供的電子數(shù)要與它的價(jià)電子個(gè)原子提供的電子數(shù)要與它的價(jià)電子數(shù)相符。數(shù)相符。第10頁(yè)/共64頁(yè) 各原子共提供各原子共提供3+43+47=317=31個(gè)價(jià)電子；離子的一價(jià)負(fù)電荷表明還應(yīng)加一個(gè)電子個(gè)價(jià)電子；離子的一價(jià)負(fù)電荷表明還應(yīng)加一個(gè)電子. . 因此必須在因此必須在5 5個(gè)原子周?chē)?huà)上個(gè)原子周?chē)?huà)上 16 16 對(duì)電子的對(duì)電子的 32 32 個(gè)圓點(diǎn)個(gè)圓點(diǎn)負(fù)電荷屬于整個(gè)離子而不是個(gè)別原子！負(fù)電荷屬于整個(gè)離子而不是個(gè)別原子！例例2 2：寫(xiě)出：寫(xiě)出 BFBF4 4- - 離子的路易斯結(jié)構(gòu)式離子的路易斯結(jié)構(gòu)式. .FBFFFFBFF

11、F第11頁(yè)/共64頁(yè) 練習(xí)：請(qǐng)寫(xiě)出練習(xí)：請(qǐng)寫(xiě)出SO2Cl2、HNO3、H2SO3、 CO32和和SO42的路易斯結(jié)構(gòu)式的路易斯結(jié)構(gòu)式:OSOClCl32e24e28eOCOO24e2-OSOOO2-32eONOOHOSOOHH第12頁(yè)/共64頁(yè) 有些分子可以寫(xiě)出幾個(gè)式子（都滿足有些分子可以寫(xiě)出幾個(gè)式子（都滿足8 8電子結(jié)構(gòu)），如電子結(jié)構(gòu)），如HOCNHOCN，可以寫(xiě)出如下三個(gè)式子：，可以寫(xiě)出如下三個(gè)式子：哪一個(gè)更合理？可根據(jù)結(jié)構(gòu)式中各原哪一個(gè)更合理？可根據(jù)結(jié)構(gòu)式中各原子的子的“形式電荷形式電荷”進(jìn)行判斷：進(jìn)行判斷：第13頁(yè)/共64頁(yè)q q = = n n v vn n L Ln n b b式中

12、，式中，q q為為 n n v v為價(jià)電子數(shù)為價(jià)電子數(shù) n n L L為孤對(duì)電子數(shù)為孤對(duì)電子數(shù) n n b b為成鍵電子數(shù)。判斷原則：為成鍵電子數(shù)。判斷原則： q越接近于零，越穩(wěn)定。越接近于零，越穩(wěn)定。所以，穩(wěn)定性所以，穩(wěn)定性第14頁(yè)/共64頁(yè)（中國(guó)化學(xué)會(huì)第21屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（省級(jí)賽區(qū)）試題）羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（N）的亞）的亞硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下： NH2OH+HNO2 A+H2O NH2OH+HNO2 B+H2OA、B脫水都能形成脫水都能形成N2O，由，由A得到得到NNO和和NNO，而由，而由B只得到

13、只得到NNO。 請(qǐng)分別寫(xiě)出請(qǐng)分別寫(xiě)出A和和B的路易斯結(jié)構(gòu)式。的路易斯結(jié)構(gòu)式。競(jìng)賽真題演練競(jìng)賽真題演練第15頁(yè)/共64頁(yè)第16頁(yè)/共64頁(yè)路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說(shuō)明一些問(wèn)題，但是它還是有一些局限性：路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說(shuō)明一些問(wèn)題，但是它還是有一些局限性：1.1.對(duì)作為中心原子的第對(duì)作為中心原子的第3周期及其以下周期的元素而言周期及其以下周期的元素而言, 價(jià)層電子數(shù)可以大于價(jià)層電子數(shù)可以大于 8. .例如，例如，SiF62-，PCl5 和和 SF6 中的中心原子價(jià)層中的中心原子價(jià)層 電子數(shù)分別為電子數(shù)分別為 12，10 和和 12 (超價(jià)化合物超價(jià)化合物). 缺電子中心多電子中心CClClClCl電子

14、中心32e24e40ePClClClClCl8BClClCl第17頁(yè)/共64頁(yè)2.對(duì)于對(duì)于 氧分子的結(jié)構(gòu)，第一種表示雖然符合路易斯結(jié)構(gòu)式，但它不能表達(dá)氧分子顯示的磁性，氧分子的結(jié)構(gòu)，第一種表示雖然符合路易斯結(jié)構(gòu)式，但它不能表達(dá)氧分子顯示的磁性，后兩種表示方法對(duì)后兩種表示方法對(duì). .OOOOOO第18頁(yè)/共64頁(yè)3.3.有些物種的合理結(jié)構(gòu)能寫(xiě)出不止一個(gè)有些物種的合理結(jié)構(gòu)能寫(xiě)出不止一個(gè). . 例如對(duì)例如對(duì) NONO3 3- - 離子而言，可以寫(xiě)離子而言，可以寫(xiě) 出能量相同的三個(gè)式子（但出能量相同的三個(gè)式子（但3 3個(gè)式個(gè)式子都不代表子都不代表NONO3 3- -離子的實(shí)際結(jié)構(gòu)），此時(shí)鮑林的共振離子

15、的實(shí)際結(jié)構(gòu)），此時(shí)鮑林的共振論此時(shí)應(yīng)運(yùn)而生論此時(shí)應(yīng)運(yùn)而生 . .NOOO+NOOONOOO第19頁(yè)/共64頁(yè)2-5-2 共振論共振論一一. .共振論的基本概念共振論的基本概念共振論是鮑林共振論是鮑林(L.Pauling)(L.Pauling)于于2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代提出的。年代提出的。共振論認(rèn)為：不能用經(jīng)典結(jié)構(gòu)式圓滿表示的分子，其真實(shí)結(jié)構(gòu)是由多種可能的經(jīng)典極限式疊加共振論認(rèn)為：不能用經(jīng)典結(jié)構(gòu)式圓滿表示的分子，其真實(shí)結(jié)構(gòu)是由多種可能的經(jīng)典極限式疊加( (共振雜化共振雜化) )而成的。而成的。 第20頁(yè)/共64頁(yè)例如：例如：CO32-中的三個(gè)碳氧是等同的，鍵長(zhǎng)均為中的三個(gè)碳氧是等同的，鍵長(zhǎng)

16、均為0.128nm。 但是價(jià)鍵式卻只能表示為：但是價(jià)鍵式卻只能表示為： O-O-OCO-O-OCCOO-O-ororO-O-OCO-O-OCCOO-O-(i)(ii)ii i( ) 而共振論將而共振論將COCO3 32-2-的真實(shí)結(jié)構(gòu)表示為：的真實(shí)結(jié)構(gòu)表示為： 上式的意思是：上式的意思是：COCO3 32-2-的真實(shí)結(jié)構(gòu)是上述三個(gè)共振結(jié)構(gòu)式的真實(shí)結(jié)構(gòu)是上述三個(gè)共振結(jié)構(gòu)式( (基本式、極限式、參與結(jié)構(gòu)式等基本式、極限式、參與結(jié)構(gòu)式等) )的共振雜化體。的共振雜化體。 第21頁(yè)/共64頁(yè)必須十分明確地指出：真正的雜化體或中介體必須十分明確地指出：真正的雜化體或中介體是一個(gè)單一的物質(zhì)，決不是幾個(gè)極限

17、式的混合是一個(gè)單一的物質(zhì)，決不是幾個(gè)極限式的混合物。共振論一再?gòu)?qiáng)調(diào)在任何時(shí)候，共振雜化體物。共振論一再?gòu)?qiáng)調(diào)在任何時(shí)候，共振雜化體都是一個(gè)單獨(dú)的物質(zhì)，只能有一個(gè)結(jié)構(gòu)。都是一個(gè)單獨(dú)的物質(zhì)，只能有一個(gè)結(jié)構(gòu)。 根據(jù)共振論，烯丙基正離子可表示為：根據(jù)共振論，烯丙基正離子可表示為： CH2=CH-CH2+CH2-CH=CH2+第22頁(yè)/共64頁(yè)1 1，3-3-丁二烯一共可寫(xiě)出上面六個(gè)共振結(jié)構(gòu)式。丁二烯一共可寫(xiě)出上面六個(gè)共振結(jié)構(gòu)式。各稱(chēng)共振各稱(chēng)共振結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)式，綜合稱(chēng)共振雜化體，從綜合稱(chēng)共振雜化體，從是靠可動(dòng)電子云是靠可動(dòng)電子云互相轉(zhuǎn)變而成，哪一個(gè)也不是互相轉(zhuǎn)變而成，哪一個(gè)也不是1 1，3-3-丁二烯的真

18、實(shí)結(jié)構(gòu)，不能單丁二烯的真實(shí)結(jié)構(gòu)，不能單獨(dú)表示、單純存在，其真實(shí)結(jié)構(gòu)介于獨(dú)表示、單純存在，其真實(shí)結(jié)構(gòu)介于之間之間 第23頁(yè)/共64頁(yè)CH3-+NOO-CH3-+NOO-CH3-+NOOxN原子的價(jià)電子數(shù)超過(guò)了8第24頁(yè)/共64頁(yè)電子位置變，原子的位置不變。離域所涉及到的電子一般為電子位置變，原子的位置不變。離域所涉及到的電子一般為電子，或?yàn)榉擎I電子對(duì)以及容易離域到電子，或?yàn)榉擎I電子對(duì)以及容易離域到P P軌道上的電子。軌道上的電子。所有的極限結(jié)構(gòu)式中，配對(duì)的或不配對(duì)的電子數(shù)目應(yīng)保持一致。所有的極限結(jié)構(gòu)式中，配對(duì)的或不配對(duì)的電子數(shù)目應(yīng)保持一致。例如：例如： CH2-CH=CH2CH2=CH-CH2要

19、求有關(guān)的原子必須共平面。即有關(guān)原子為要求有關(guān)的原子必須共平面。即有關(guān)原子為SPSP2 2或或SPSP雜化雜化( (有關(guān)原子指的是電子位置變化所涉及到的原子有關(guān)原子指的是電子位置變化所涉及到的原子) )。第25頁(yè)/共64頁(yè)再如：重氮甲烷再如：重氮甲烷CHCH2 2N N2 2+CHHNN-+-CHHNN兩個(gè)極限式的不配對(duì)的電子數(shù)為兩個(gè)極限式的不配對(duì)的電子數(shù)為0 0，是允許的，是允許的 第一個(gè)極限式的不配對(duì)電子數(shù)為第一個(gè)極限式的不配對(duì)電子數(shù)為0 0，第二個(gè)極限式的，第二個(gè)極限式的不配對(duì)電子數(shù)為不配對(duì)電子數(shù)為2 2，是不允許的，是不允許的 第26頁(yè)/共64頁(yè)寫(xiě)出下列分子或離子可能的共振體。寫(xiě)出下列分

20、子或離子可能的共振體。NO3和和O3 SO3和和CO32 第27頁(yè)/共64頁(yè)3.3.極限式對(duì)共振雜化體的貢獻(xiàn)極限式對(duì)共振雜化體的貢獻(xiàn)共振是穩(wěn)定因素。共振雜化體的能量低于任一參與共振的極限式。但并不是所有的共振結(jié)構(gòu)對(duì)描述共振雜化體的貢獻(xiàn)是等同的。含完整八隅體的結(jié)構(gòu)比在價(jià)電子層上少于8個(gè)電子的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，貢獻(xiàn)更大;第28頁(yè)/共64頁(yè) 各共振極限結(jié)構(gòu)式中，共價(jià)鍵的數(shù)目越多，其能量越低。各共振極限結(jié)構(gòu)式中，共價(jià)鍵的數(shù)目越多，其能量越低。 穩(wěn)定比例：CH2=CHCH=CH2CH2-CHCH-CH2+-。 電荷沒(méi)有分離的共振極限結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定。電荷沒(méi)有分離的共振極限結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定。 穩(wěn)定比例：CH2=CHCH=C

21、H2CH2-CHCH-CH2+-。 電荷分布符合元素電負(fù)性預(yù)計(jì)的共振極限結(jié)構(gòu)式更穩(wěn)定。電荷分布符合元素電負(fù)性預(yù)計(jì)的共振極限結(jié)構(gòu)式更穩(wěn)定。 CH3C OCH3CH3C OCH3。穩(wěn)定比例：+-第29頁(yè)/共64頁(yè)練習(xí)：說(shuō)明各共振式在下列共振雜化體結(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)。練習(xí)：說(shuō)明各共振式在下列共振雜化體結(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)。 CH3CN+CH3CN-CH3CN+-ABC貢獻(xiàn)：貢獻(xiàn)： ABC討論：討論：A共價(jià)鍵數(shù)目多，沒(méi)有電荷分離共價(jià)鍵數(shù)目多，沒(méi)有電荷分離;B違反電負(fù)性違反電負(fù)性規(guī)則規(guī)則 ;C不符合八隅體規(guī)則不符合八隅體規(guī)則第30頁(yè)/共64頁(yè)2.6 2.6 等電子體等電子體 等電子體原理：具有相同的通式等電子體原理：

22、具有相同的通式AXAXm m， 價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。 “相同的結(jié)構(gòu)特征相同的結(jié)構(gòu)特征” 包括：電子結(jié)構(gòu)、分子的立體結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵的類(lèi)型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為包括：電子結(jié)構(gòu)、分子的立體結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵的類(lèi)型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180180 或或9090 等特定的角度。等特定的角度。第31頁(yè)/共64頁(yè)例例: CO: CO2 2、CNSCNS、NONO2 2+ +、N N3 3 具有相同的通式具有相同的通式AXAX2 2，價(jià)電子總數(shù)，價(jià)電子總數(shù)1616， 具有相同的結(jié)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)直線型分子，直線型分子，中心原

23、子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取spsp雜化軌道，雜化軌道，形成直線形骨架，鍵角為形成直線形骨架，鍵角為180180 ，分子里有兩，分子里有兩套套 3 34 4 p-p p-p 大大 鍵。鍵。第32頁(yè)/共64頁(yè)例例:CO32、NO3、SO3等離子或分子等離子或分子 相同的通式相同的通式AX3 ， 總價(jià)電子數(shù)總價(jià)電子數(shù)24， 有相同的結(jié)構(gòu)有相同的結(jié)構(gòu)平面三角形分子平面三角形分子, 中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取sp2雜化軌道形成分子的骨架，有一套雜化軌道形成分子的骨架，有一套 46p-p大大 鍵。鍵。例例:S:SO2、O3、NO2等離子或分子，等離子或分子，

24、AX2，18e， 中心原子取中心原子取sp2雜化形式，雜化形式， 平面三角形，平面三角形， 中心原子上有中心原子上有1對(duì)孤對(duì)電子對(duì)孤對(duì)電子(處于分子平面上處于分子平面上)，分子，分子 立體結(jié)構(gòu)為立體結(jié)構(gòu)為V型型(或角型、折線型或角型、折線型)，有一套符號(hào)為，有一套符號(hào)為 34的的p-p大大 鍵。鍵。第33頁(yè)/共64頁(yè)在在 BF 3 、CO 3 2- 、 BF 4 - 、 P O4 3-分子中，哪些分子屬于等電子體？分子中，哪些分子屬于等電子體？第34頁(yè)/共64頁(yè)第35頁(yè)/共64頁(yè)2.7 2.7 分子間力分子間力 除化學(xué)鍵除化學(xué)鍵( (共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵) )外，分子與

25、分子之間，某些較大分子的基團(tuán)之間，或小分子與大分子內(nèi)的基團(tuán)之間，還存在著各種各樣的作用力，總稱(chēng)分子間力。相對(duì)于化學(xué)鍵，分子間力是一類(lèi)弱作用力。外，分子與分子之間，某些較大分子的基團(tuán)之間，或小分子與大分子內(nèi)的基團(tuán)之間，還存在著各種各樣的作用力，總稱(chēng)分子間力。相對(duì)于化學(xué)鍵，分子間力是一類(lèi)弱作用力。 化學(xué)鍵的鍵能數(shù)量級(jí)達(dá)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)量級(jí)達(dá)10102 2，甚至甚至10103 3kJ/molkJ/mol，而分子間力的能量只達(dá)，而分子間力的能量只達(dá)n n n n10kJ/mol10kJ/mol的數(shù)量級(jí)，比化學(xué)鍵弱得多。相對(duì)于化學(xué)鍵，大多數(shù)分子間力又是短程作用力，只有當(dāng)分子或基團(tuán)的數(shù)量級(jí)，比化學(xué)鍵弱得多。

26、相對(duì)于化學(xué)鍵，大多數(shù)分子間力又是短程作用力，只有當(dāng)分子或基團(tuán)( (為簡(jiǎn)捷起見(jiàn)下面統(tǒng)稱(chēng)為簡(jiǎn)捷起見(jiàn)下面統(tǒng)稱(chēng)“分子分子”) )距離很近時(shí)才顯現(xiàn)出來(lái)。距離很近時(shí)才顯現(xiàn)出來(lái)。范德華力和氫鍵范德華力和氫鍵是兩類(lèi)最常見(jiàn)的分子間力，分別介紹如下。是兩類(lèi)最常見(jiàn)的分子間力，分別介紹如下。第36頁(yè)/共64頁(yè)第37頁(yè)/共64頁(yè)偶極非極性分子色散力_+_+_+產(chǎn)生瞬時(shí)于是，分子的正電荷重心與負(fù)電于是，分子的正電荷重心與負(fù)電荷重心時(shí)時(shí)刻刻不重合，產(chǎn)生瞬荷重心時(shí)時(shí)刻刻不重合，產(chǎn)生瞬時(shí)偶極。分子相互靠攏時(shí)，它們時(shí)偶極。分子相互靠攏時(shí)，它們的瞬時(shí)偶極矩之間會(huì)產(chǎn)生電性引的瞬時(shí)偶極矩之間會(huì)產(chǎn)生電性引力，這就是色散力。色散力不僅力，

27、這就是色散力。色散力不僅是所有分子都有的最普遍存在的是所有分子都有的最普遍存在的范德華力，而且經(jīng)常是范德華力范德華力，而且經(jīng)常是范德華力的主要構(gòu)成。的主要構(gòu)成。第38頁(yè)/共64頁(yè)第39頁(yè)/共64頁(yè)取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。分子偶極矩越大，取向力越大。取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。分子偶極矩越大，取向力越大。如：如：HClHCl、HBrHBr、HIHI的偶極矩依次減小，因而其取向力分別為的偶極矩依次減小，因而其取向力分別為3.313.31、0.690.69、0.025kJ/mol0.025kJ/mol，依次減小。，依次減小。對(duì)大多數(shù)極性分子，取向力僅占其范德華力構(gòu)成中的很

28、小分額，只有少數(shù)強(qiáng)極性分子例外。對(duì)大多數(shù)極性分子，取向力僅占其范德華力構(gòu)成中的很小分額，只有少數(shù)強(qiáng)極性分子例外。 +極性分子取向作用取向力極性分子+_+_+ +_第40頁(yè)/共64頁(yè)取向力取向力第41頁(yè)/共64頁(yè)誘導(dǎo)偶極矩的大小由誘導(dǎo)偶極矩的大小由固有偶極的偶極矩固有偶極的偶極矩(m)(m)大小和分子變形性的大小決定。極化率越大大小和分子變形性的大小決定。極化率越大, ,分子越容易變形分子越容易變形, ,在同一固有偶極作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩就越大。在同一固有偶極作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩就越大。第42頁(yè)/共64頁(yè)如放射性稀有氣體氡如放射性稀有氣體氡( (致癌物致癌物) )在在2020 C C水中溶解

29、度為水中溶解度為230cm230cm3 3/L/L。而氦在同樣條件下的溶解度卻只有。而氦在同樣條件下的溶解度卻只有8.61cm8.61cm3 3/L/L。又如，水中溶解的氧氣。又如，水中溶解的氧氣(20(20 C C溶解溶解30.8cm30.8cm3 3/L)/L)比氮?dú)舛嗟枚?，跟空氣里氮氧比正相反，也可歸結(jié)為比氮?dú)舛嗟枚?，跟空氣里氮氧比正相反，也可歸結(jié)為O O2 2的極化率比的極化率比N N2 2的大得多。的大得多。同理，極化率同理，極化率(a)(a)相同的分子在偶極矩相同的分子在偶極矩(m)(m)較大的分子作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)力也較大。較大的分子作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)力也較大。第43頁(yè)/共64頁(yè)極性

30、分子非極性分子誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極誘導(dǎo)力+_+_+_+_第44頁(yè)/共64頁(yè)非極性分子色散力_+_+極性分子取向作用取向力極性分子非極性分子極性分子誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極誘導(dǎo)力_+產(chǎn)生瞬時(shí) 偶極+_+_+_+_+ +_+_+_第45頁(yè)/共64頁(yè)分子越大分子越大、分子內(nèi)電子越多，分子剛性越差，分子里的電子云越松散，越容易變形，、分子內(nèi)電子越多，分子剛性越差，分子里的電子云越松散，越容易變形，色散力就越大色散力就越大。分子極化率越大，變形性越大，色散力就越大分子極化率越大，變形性越大，色散力就越大第46頁(yè)/共64頁(yè)判斷下列各組分子之間存在什么形式的分子判斷下列各組分子之間存在什么形式的分子間作用力。間作用力。

31、H2S氣體分子氣體分子 CH4分子分子 Ne與水與水 CH3Br體分子體分子 NH3分子分子 Br2與與CCl4第47頁(yè)/共64頁(yè)OHNOFHFHN第48頁(yè)/共64頁(yè)第49頁(yè)/共64頁(yè)第50頁(yè)/共64頁(yè)主族元素氫化物熔點(diǎn)對(duì)比主族元素氫化物熔點(diǎn)對(duì)比-200-200-180-180-160-160-140-140-120-120-100-100-80-80-60-60-40-40-20-200 0周 期 （從 第二周期到第六周期）熔點(diǎn)/ 攝氏 度熔點(diǎn)/ 攝氏 度AH4AH4AH3AH3H2AH2AHAHA主族元素氫化物沸點(diǎn)對(duì)比主族元素氫化物沸點(diǎn)對(duì)比-200-200-150-150-100-100-

32、50-500 05050100100150150周周 期期 （從第二周期至第六周期）（從第二周期至第六周期）沸點(diǎn) / 攝 氏 度沸點(diǎn) / 攝 氏 度AH4AH4AH3AH3H2AH2AHAHA第51頁(yè)/共64頁(yè)水的這些特異物理性質(zhì)對(duì)于生命的存在有著決定性的意義。如若水的熔沸點(diǎn)相當(dāng)于后三個(gè)周期同族氫化物熔沸點(diǎn)變化趨勢(shì)向前外推的估算值，地球溫度下的水就不會(huì)呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會(huì)出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從水的這些特異物理性質(zhì)對(duì)于生命的存在有著決定性的意義。如若水的熔沸點(diǎn)相當(dāng)于后三個(gè)周期同族氫化物熔沸點(diǎn)變化趨勢(shì)向前外推的估算值，地球溫度下的水就不會(huì)呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會(huì)出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從0 0 C C升至升至4 4 C C密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時(shí)，所有水生生物都會(huì)凍死。密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時(shí)，所有水生生物都會(huì)凍死。第52頁(yè)/共64頁(yè)冰的晶體結(jié)構(gòu)：冰的晶體結(jié)構(gòu)