有机化学分子建模_ 有机分子结构建模_22 分子的极性、电荷分布和静电势能图_

2.2.1 分子的极性和电荷分布

共价键可以有极性共价键和

非极性共价键，而分子也可以分

为极性分子和非极性分子。

我们在学习传统的有机化学

时，对于键的极性和分子的极性

主要通过文字和图表来理解，但

计算化学提供了直接的计算结果

来描述有关键的极性和分子的极

性。

甲醛丙酮

一. 共价键的极性与偶极矩

分子中以共价键相连的原子吸引电子的能力是不同的。

电负性大，吸引电子能力大；电负性小，吸引电子能力小。相同两原子形成的共价键，电子云对称分布在两核中间——无极性。

如：H —H Cl —Cl (非极性共价键)

不相同的两个原子形成的共价键——有极性。

一. 共价键的极性与偶极矩

部分元素的电负性H 2.15

Li Be B C N O F

0.95 1.5 2.0 2.6 3.0 3.5 3.9

Na Mg Al Si P S Cl

0.95 1.2 1.5 1.9 2.1 2.6 3.1

K Ca Br

0.8 1.0 2.9

I

2.6

一. 共价键的极性与偶极矩

共价键极性的大小是用键的偶极矩来量度的。

键的极性大，偶极矩大。

键的极性小，偶极矩小。

偶极矩（μ）——等于正、负电荷中心距离（d）与其所带电荷（q）的乘积。

即μ= d×q单位：D（德拜）

偶极矩的单位为德拜（Debye. P 荷兰物理学家),简写为D。

1D=10-8Cm 10-10 静电单位。

一. 共价键的极性与偶极矩

μ= 0 D μ= 0 D Cl

H H H C 一氯甲烷甲烷H H H H C 四氯化碳C

Cl Cl Cl Cl μ= 1.94 D

O C O μ= 0 D H —Cl μ=1.03D 多原子分子的偶极矩是分子中各个键偶极矩的矢量和具有方向性。

双原子分子的极性就是

其键的极性.

二. 分子的极性和电荷分布

Gaussian软件对分子优化的常规结果中，就包含了分子极性及电荷分布的信息。这些信息对于了解分子的结构和反应活

性非常重要。

下面列举卤代甲烷在气相中的偶极矩，其方向为CH3—X *

CH3F CH3Cl CH3Br CH3I

μ/10-30 C·m 6.07 6.47 5.74 5.47

μ/10-30 C·m 6.97 7.20 6.96 (B3LYP/6-31+g(d,p))

二. 分子的极性和电荷分布

Gaussian软件对分子优化的常规结果中，就包含了分子极性及电荷分布的信息。这些信息对于了解分子的结构和反应活

性非常重要。

下面再列举一些常见分子计算所得到偶极矩和电荷分布

乙烯乙炔

二. 分子的极性和电荷分布

Gaussian软件对分子优化的常规结果中，就包含了分子极性及电荷分布的信息。这些信息对于了解分子的结构和反应活

性非常重要。

下面再列举一些常见分子计算所得到偶极矩和电荷分布

甲醛丙酮