极性分子与非极性分子的判定

。 ,
CO
:
分子对称 伸缩振动 则是 红外非活性 的
:
,
判定分 子的 正 负电荷 中心是个 比 较 困 难的 任务 所 以 对于一个给定 分子 我 们经常从对 称的角度来 考虑
以 判定 它 是否具 有非零 电偶极 矩 一 个分子 若具有两个或 两 个 以上 不重 合的转 动对称轴 或者有一个对 称 中
`
.
本文中 用 最 荃本 的分子对 称 思 想 建 立 一 套方 法 以 , f J 定 简单分 子 的 极 性 这种 方 法 不 仅 适 合于 普 通 化 学
, 、 .
,
课 程 的讲授 而 且 也 可 以 培 养物 理 化 学 高 等 无 机 化 学 中对称 性 的概 念
一 简单分 子
: 、
我 们首 先考 虑 简单 分子 的构 型 一 个 中 心 原 子 的周 围是 一 组 构造 实 体 ( 如原 子 小分子或
安 徽 教育学院学报 ( 自然科学 版
)
19 95
年第
z
期 (总 第
6 2
期
)
极 性 分 子 与 非 极 性 分子 的判 定
范跃红
摘要
本 文 对 化 学获 学 中 判 断 分 于 桩 性 问 题 给 出 了一 些 简单 的现 .l M 供 教 学参考
. 。 , .
在化 学课程 的讲授中 我们经常会 遇 到 分子 的极性 问 题 荷重 心 相重 合 分子 的电偶极 矩 为零 化与 否 也决定 了分 子的光谱 活性 例如
、 ,
子具 有 对 称 构 型 并 且 是 非 极 性 的 如 果 其 中 任 何 一 个 亚 结 构 具有 不对称构造 那 么整 个 分 子 不 具 有 对称性 呈
。
;
.
,
极 性 分子 下 面 我 们 将 一 些 简 单 构 型 进 行 分类
1
.
.
:
一个 构造实体
H 一H
;
.
即 中 心 原子
分子 如
,
心 则 为非 极性分子 用 健的偶极矢 t
, .
.
.
在物理化学 和高 等无机化 学 课 程 中 由于 我 f n 会经常讨论到分子 的极 化和光谱活性 采
.
,
,
对 称操作或 群论 思 想 详 细 地 讨论 分 子 的极 性是 非常 必 要 的
, ,
而在普通 化学的基 础 课 讲授
中 除 了一 些 简单分 子的极性 / 非 极 性 分类 以 外 并 没有其他的 应 用 因此采用 灵 活 简单 的方 法更 易于 被 学 生 接受
种构 造 实 体 如
3
.
为 非 极 性 分子
—
,
构 实体 — 之 造 反 异种构 实体如
. .
中心原子
,
O ~ C 二 S 则 为 级 性 分子
,
三 个 构造 实 体
3
如 果 是平面三 角形 构 型 那这 三 角形 的 亚 结 构就 是其本身 若 三 个 位 置 点 均 被 相 同 的
C 反 之 则 为极性分子 如 n S 1
二
。 , 。
非极性分 子定 义为 分 子的 正 电荷重 心 与 负电
, 。 ,
:
而非极性 分子 的 正 负电荷重 心不重合 造成一个非零 电偶 极 矩
,
分子具 有 电偶 极 矩 将会 影 响 到分子 的介 电常数和 它 的极化 同时 在分子 的简正 态振动 中电偶极 矩 的变
.
能改变 电偶 活性 的
,
构造 实 休占据 ( 例如
。
B F ) 为非极性分子
2
( 其中一个 位 置 玻 s / P 孤 电 子 占据 ) 为 汲
性 分子
4
.
(见
) 图 1
四 个 构造实 体
.
考虑 两 种构 型 平 面 四 边 形和 四 面 休 者的 亚 结沟是两 条对 泊线 而 后 者 的 亚 结 构 是
一
:
,
四 面 体本 身
。
’
:
:
,
.
;
,
:
!
.
从 上 面 的分析 我 们 已 经 对 亚 结构有 了 比 较 初 步的认识 下 面 再 讨论 一 下 另外两 种常 见 的 几 何 构 型 三角
7 l
.
:
安 徽 教 育学 院 学报 ( 自然科学版 )
双 锥 和 八面 体
1
,
l , 95
年第
z
期 (总第
6 2
期 )
。
三 角双 锥 的 亚结 构 是 一 条 线 ( 自上 而 下 ) 和一个赤道式 三 角形 根据亚结 构 对称与 否 我 们可 以很 容 易
e o
:
、
、
S/P
电子 对
,
;
H Zo
、
BF:
、
: e He 一 N i (e o )`
、
、
: Pe 一 IF :
、
、
s F.
等 ) 在 这 种构型 中 如果占据 各个顶点 的实体 呈 对称 形 式 显
. ,
,
,
见 是 非 极 性 分子
。
反 之 如 果 不对 称 则 是极性分子
, 、 、 、
,
.
为 了便 于 对称 性 的 分析 可 以把 分 子 结 构 划 分 成亚 结构 考察 它 们是 否具有 对 称中 心 ( 线 性 构 型 ) 或 多 个 不 重合 转 动 轴 ( 三 角形 四 面 体 三角 双 锥 八 面 体等 ) 如 果每 一 个亚 结 构 的构 造点被 相 同 的 拉 子 占 据 那 么 分
.
,
,
) 判断下面分 子 的极性 ( 见 图 3
2
.
八 面 体 的 亚 结构是三 条 穿 过 构 型 中 心 的 对 角线 如果 每条 对 角 线的两 端 都是 相同的构造 实 体 则 可判
, , .
,
.
定为非 极 性 分子 若其中任 意 一 条对角线有不同的端点 则为极性分子 分子 而 玲 则 为 极 性 分 子
( N ol : ) : e
2
C 是 非极 性 的 而顶 式一 P t 分 析 它 们 的 亚 结 构可 以 判 定 平 面 四 边 形 构 造 的 反 式一 P : ( N I I )l 2 (1) 一 是 极 性分子 e H e H e 一 贝} 是 极 性角 〔 见图 2( z) 〕 C 图 」 四 面体构 造 的 分子 是 非 极 性 的
2
若 为不 同 仲 系 子 所
,
— 占据
构 造 实体 呈 线 性 构 型 若 这 两 个 点均 为 同 种 原 子 所 占据 则 为 非 极 性
,
,
如
,
H一 l C
,
.
则为 极 性分子
造 这 种线性 结构亚 结 构 就 是 其本身 若 为 同
,
,
两 个 构造 实 体
O一 C~ O
考 虑 构 造 实体
, ,
由此可 以 判定
SF 。 Xe F .
、
均为非极性
:
.
(图 4 )
. .
1仅仅需 要 使学 生熟悉并掌握 这 几 种亚 结构 这样 在这 门课 程 在处理 如 刚 才所 示 的简单分子 构 型 时 我 介