文档介绍：1 化学竞赛专题讲座胡征善二、共价粒子的空间构型(分子结构) Lewis 结构共振论价层电子互斥模型( VSEPR ) 等电体原理杂化轨道一、 Lewis 结构共振论 1. 令共价粒子中所有原子价层电子数为 8(H为2) 时的电子总数为 n 0, 实际各原子价层电子数之和(加阴离子的电荷数、减阳离子的电荷数)为 n v ,则: 共价键数==( n 0—n v )/2 其中 n 0—n v == n s 共用电子数 2 .依上述要求写出各种 Lewis 结构式(以点线式表示) ,并用形式电荷 Q F 对其稳定性进行判断: Q F == n v—n r (孤对电子数) —n s == 某原子所形成的价键数—该原子的单电子数(碳 C为4) 8—该原子价电子数 a. 各原子的 Q F 为零的结构最稳定; b. 若相邻原子的 Q F≠0时, 通常是①Q F 要小;②非金属性强( 电负性大) 的原子 Q F<0, 另一原子 Q F>0 为稳定结构; ③相邻原子的 Q F 为同号则不稳定,但 N 2O 4 例外。(二)共振论共价粒子若有不只 1 个相对合理的 Lewis 结构式表示,在不改变原子的相对位置时, 变换价键表示形式,用表示,粒子的真实结构看作是这些 Lewis 式的“混合”。则粒子中的价键特征平均化,且体系能量低于每个共振体的能量。(三)键级【1】N 2F 2 有三种异构体( 已合成了 2种)、N 4H 4(H 化学环境完全相同), 写出它们的 Lewi s (一)共价粒子 Lewis 结构式每个原子价层电子数达到 8(H为2), 即为稳定结构——八隅律电子式( 点式) 结构式( 线式) 点线式对原子为8 电子构型的粒子的简捷判定式“”各共振体中指定价键的总数共振体总数键级== OON—NOO ⊕⊕ HHN—NHH 00 中N—N 键的键长> 中的 N—N 键键长。元素原子所形成共价粒子的空间构型(判定理论) 2 式并讨论其稳定性。 N 2F 2: N 4H 4: 【例 2】确定中S—N 键的键长。因为: n 0=6×8= 48,n v=3×6+2×5+7—1 == 34 所以:共价键数==( n 0—n v )/2 ==(48 — 34)/2 =7 较 稳定最稳定( S=N 键的键长最短) (四)特殊粒子 1 .奇电子数的粒子 NO 2: :为三电子键,相当于双键。 F N=N F N=N FFFF N=N F N=N F ⊕反式顺式稳定性依次减小 H 2N N=N NH 2H 2N NH 2 N=N N=N H 2N NH 2HNNH—NN—H ⊕⊕⊕⊕ Cl+S—SNNS Cl+S—SNNS ⊕+2 Cl+S—SNNS ⊕+2 Cl+S—SNNS ⊕⊕ Cl+S—SNNS ⊕⊕ Cl+S—SNNS ⊕⊕ 3 2 .缺电子粒子 BF 3:[n 0=4×8== 32,n v=3×7+3 == 24, 共价键数==( n 0—n v )/2 ==(32 — 24)/2 == 4] 键级: 键级: 1 3 .富电子粒子 POCl 3: 中心原子 P ,若不修正,仍为 8 电子型;若修正为 10 电子型,则有(1 )不修正时, n 0=5×8== 40,n v=3×7+6+5 == 32, 共价键数==( n 0—n v )/2 ==(40 — 32)/2 ==4 (2) 修正后,n 0=4×8+ 10== 42,n v=3×7+6+5 == 32, 共价键数==( n 0—n v )/2 ==(42 — 32)/2 == 5 【例 3】 NSF 是一种不稳定的化合物, 它可以聚合成三聚分子 A, 也可以加合一个 F—生成 B, 还可以失去一个 F—变成 C。(1 )试写出 NSF 和产物 A、B、C的 Lewis 结构式。(2 )预期 A、B、C 中哪一个 N—S 键最长?哪一个 N—S 键最短?为什么? (3 )假设有 NSF 的同分异构体存在[SNF] ,请按照( 1)、(2 )内容回答问题。【解析】(1 )先计算出 NSF 的共价键数: FFFFFF BBB FFF 131FFBF 所以: BF 3 分子中 B—F 键的键级为 1~ 131 Cl O—P— Cl Cl⊕键级 P—O1P— Cl1 键级 P=O 2P— Cl1 综合分析,稳定性比强, 分子中 P=O 键的键级为 ~2。 Cl O—P— Cl Cl⊕ 4 ①若不修正,n 0 == 3×8== 24,n v == 5+6+7 == 18, 共价键数==( n 0—n v )/2 ==(24 — 18)/2 == 3, ②若将 S 修正为 n 0= 10 ,则 NSF 的 Lewis 的结构式为 N≡S—F ,其中 N、S、F的形式电荷均为 0。A (2