分子结构ppt课件

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以 ClO3- 为例: 扣除骨架结构用去6个电子, 剩下20个电子,
分配给 4 个原子使其均满足八隅 律的要求。
：‥O： ：‥O： -
：Cl ︱ ：‥O ：
nv =26
甲醛分子的Lewis结构式：
H2CO的价电子总数 nv =12 骨架结构用去 3×2 = 6个
a
b
c
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[例1] 写出N2O的路易斯结构。
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[例2] 写出SCN- 的路易斯结构。
解： SCN- 的构架结构 S—C—N 总的价电子数：6+4+5+1=16
剩余价电子分布: 一般双键只在C、N、O、 S 等原子之间 形成, 叁键只在C和N原子间形成。
‥０ ０ ‥-1 [ ‥S = C = ‥N ] -
Ⅰ
‥-1 ０ ０ [：‥S – C ≡N ]：-
Ⅱ
+[：1S ≡０C–‥‥-N2：]-
Ⅲ
计算每个路易斯结构式中各原子的形式电荷, 并标记形式电荷:
显然比较合理的结构式是式Ⅰ和式Ⅱ, 这两者为共振结构。10
1.3 一些不满足八隅律的分子结构式
(1) 奇电子分子
象NO 、NO2 、ClO2 等分子中含有未成对的电子,明显 不服从八隅律。
再如一类顺磁性的氮氧化物，如二乙基氮氧 化物，是红色液体，在25℃下对氧、水和碱的水 溶液都稳定。按后续的价键理论分析该分子的结 构，其中的单子实际上存在于三电子Л键中。
显然,结构Ⅲ、Ⅳ是不合理的。最合理的结构应是式Ⅰ。一 般N2O的结构用式Ⅰ和式Ⅱ表示.
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1.2 共振结构
某一物种的合理的路易斯结构可能会写出不止一个。也 就是说, 在骨架完全不变的情况下, 可以写出两个或两个以上 等价的并服从八隅律的路易斯结构。这就是共振结构。
：N≡N+1－O‥ ‥-1：
N‥ ‥-＝1 N+＝1 O‥ ‥
第二章 分子结构 基础知识要点
1. 分子或离子的路易斯结构式的写法 2.价键理论（电子配对法)要点 3.杂化轨道理理论要点 4.价层电子对互斥理论要点
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1 分子或离子的路易斯结构式的写法
在分子或离子的元素符号间画一道、两道或三道短线 “—”表示共享一对、两对或三对电子形成的单键、双键或 三键，原子单独拥有的未成键的电子对（孤对电子, 用小圆 点表示在原子周围，这样书写的分子或离子的结构式称为路 易斯结构式。
N2O的价电子总数 = 2×5+6 = 16 骨架结构： N—N—O [用去4个电 子] 分配价电子, 使每个原子满足八隅律。
①形式电荷(QF) = 该原子的价电子数- 该原子上的孤对电子个数 - 共价键数目
以N2O式Ⅰ为例： 端基N原子QF = 5- 2- 3 = 0
中心N原子QF = 5-0- 4 = +1
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1.1 书写分子或离子的路易斯结构式的步骤
(1) 确定各原子提供的价电子总数。如果被表达 的物种带 有正、负电荷(即离子), 每个单位正电荷和负电荷应将价电子 总数相应减1和加1。
例如:ClO3-
价电子总数 nv = 7+3×6+1= 26
(2) 画出分子或离子的骨架。用单键将原子联接起来。对于 原子个数≥3多原子分子或离子的排列顺序,一般是 电负性较小 的原子居中, 而氢原子及电负性较大的原子处于端基位置。
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例如 NO3- 可以写出三种合理的路易斯结构式：
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它们的差异仅在于3个结构式中N＝O双键所在的空间位 置不同,从理论上分析, 双键的键长应比单键短。在每个结构 中， 3 个 氮－氧 键 的键长不等。
实验结果是3 个氮－氧键共处一个平面, 互成120°角,它们 的键长相等。
上述每个结构都不能满意地描述硝酸根的真实结构; 只能 通过 3个合理的路易斯结构式的共振杂化（叠加）来描述。
显然右式的形式电荷不合理。
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(3) 富电子分子
周期数≥3的第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的卤化物和含氧酸中, 这些原子的价电子都超过4个, 可能形成的共价单键数可以超过4 个, 打破了八隅律。
PF5 40e-
：‥‥F ：： ‥‥FFP：：‥‥‥‥FF：：
SF6
：‥ ‥F ：‥4F8e：-‥‥F： ：‥‥F ：‥SF：‥‥F：
(2) 它们的原子轨道（波函数）同号—对称性匹配, 才 可以有效重叠，电子配对, 形成共价键。 (3) 电子所在的原子轨道能量相近—能量近似原则。
(4) 成键电子的原子轨道重叠愈多,系统能量愈低,形 成的共价键愈稳定。因此,共价键尽可能地沿着原子轨 道最大重叠方向形成 —最大重叠原理。
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(3)分配价电子。 扣除形成共价单键相应的电子数(2× 单键数), 将剩余电子当作非键合电子对(孤对电子)分配在 原子周围,以便尽可能使每个原子周围有4对电子(氢原子应 为1对), 若缺2个电子, 则以形成1个双键来补偿, 若缺4个电 子, 则以形成1个叁键或2个双键来补偿.
(4)计算各原子的形式电荷。当存在多个可能的路易斯结 构式时，上标明它们的形式电荷。
(CH3)3C (CH3)3C
N=O
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(2) 缺电子分子
在第ⅢA 族元素的化合物中, 如BF3 分子中B原子只有3个 价电子, 比相应的价层轨道数少, 是缺电子原子, 形成的共价化 合物是缺电子分子。
形式电荷 ：‥F： 都为零
：‥‥F—B—‥‥F：
还有另外
：‥F ：
两种共振 结构
：‥F═B—‥ ‥F ：
IF5
42e-
‥ ：‥F
‥ I
‥‥F ：
：‥‥F ：‥F：‥‥F：
造成这种情况的最重要原因是这些原子有较大的原子体积, 有利于周围排布更多的原子并与之形成共价键。另一可能的原因
是这些元素的原子的价层轨道中d空轨道容许接纳更多的电子。13
2 价键理论（电子配对法）的基本要点
(1) 参与成键的两原子要有自旋方向相反的单电子。
端基O原子QF = 6-6- 1 = -1
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② 一个合理的路易斯结构应满足的条件:
a. 各原子的形式电荷的绝对值最小，一般形式电荷的范围 在“-1—+1” ，各原子的形式电荷为零的那种结构是最稳定的;
b. 负的形式电荷归属于电负性较大的原子, 而正的形式电 荷归属于电负性较小的原子;
c. 形式电荷为正的原子常处于分子或离子的中 心, 形式电 荷为负的原子分布于分子或离子的外围(端基原子) 。