如何确定电子式原子间成键对数

题目

如何确定电子式原子间成键对数
如上,谢谢～

答案

1,理论要点:
①AD m 型分子的空间构型总是采取A的价层电子对相互斥力最小的那种几何构型;
②分子构型与价层电子对数有关(包括成键电子对和孤电子对);
③分子中若有重键(双,叁键)均视为一个电子对;
④电子对的斥力顺序:
孤对电子对与孤对电子对间斥力>孤对与键对间>键对与键对间;
键对电子对间斥力顺序
叁键与叁键>叁数与双键>双键与双键>双键与单键>单与单键.
2,判断共价分子构型的一般规则——经验总结
第一步:计算中心原子的价层电子对数=(中心离子电子数+配对原子提供电子总数)
注意:①氧族元素的氧做中心时:价电子数为 6, 如 H2O,H2S;做配体时:提供电子数为 0,如在 CO2中.
②处理离子体系时,要加减离子价.如PO 5+(0×4)+3 = 8;NH 5+(1×4)-1 = 8.
③结果为单电子时视作有一个电子对.
例:IF5 价层电子对数为[7+(5×1)] = 6对 正八面体(初步判断)
N H 价层电子对数为[5+(4×1)-1] = 4对 正四面体
PO 价层电子对数为[5+(0×4)+3] = 4对 正四面体
NO2 价层电子对数为[5+0] = 2.53对 平面三角形
第二步:计算中心原子的孤对电子对数
Lp = (中心离子价层电子数—几个配位原子的未成对电子数)
IF5 Lp=[7-(5×1)] = 1 构型由八面体四方锥
NH Lp =[(5-1)-(4×1)] = 0 正四面体
PO Lp =[(5+3)-(4×2)] = 0 正四面体
SO Lp =[(6+2)-(4×2)] = 0 正四面体
NO2 Lp =[5-(2×2)] = 1 构型由三角形V形
SO Lp =[(6+2)-(3×2)] = 1 构型由四面体三角锥
表5-2 价层电子对数与分子空间构型
杂化
类型
键对电
子对数
孤对电
子对数
分子
类型
分子空
间构型
实例
2
sp
2
O
AB2
直线形
BeCl2,CO2,HgCl2
3
sp2
3
O
AB3
平面三角
BF3,BCl3,SO3,CO32 ,NO3
2
1
AB2
V形
SO2,SnCl2,NO2
4
sp3
4
O
AB4
正四面体
CH4,CHCl3,CCl4,NH4+,SO42 ,PO43
3
1
AB3
三角锥
NH3,NF3,SO32
2
2
AB2
V形
H2O,SCl2,ClO2
5
sp3d
5
O
AB5
双三角锥
PCl5,AsF5
4
1
AB4
变形四面体
TeCl4,SF4
3
2
AB3
T形
ClF3
2
3
AB2
直线形
XeF2,I3
6
sp3d2
6
0
AB6
正八面体
SF6,[SiF6]2
5
1
AB5
四方锥
IF5,[SbF5]2
4
2
AB4
平面四方形
XeF4
价层电子对互斥理论局限性:①对于复杂的多元化合物无法处理;②无法说明键的形成原理和键的相对稳定性.
五,离域π键(大π键)
1,定义:在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,或大π键.以∏表示.n为参与大π键的原子数,m为大π键的电子数.
∏ 中m = n时,称正常离域π键,如苯分子中含∏;m>n时形成多电子离域π键,如苯胺分子中含∏;m109°28',而∠ClPCl109°28',而∠ClPCl109°28', 而∠ClPCl0,淡黄色者μ=0.试画出两种异构体的构型图,并比较在水中的溶解度.
构型图:
淡黄色 ,棕黄色 ;
在水中溶解度较大的是 .
9,填表:
分子或离子
NO2
SO3
NH
TeCl4
IF5
中心原子杂化类型
中心原子孤电子对数
分子中σ键数
分子中π键数
分子形状
10,已知NO,CO互为等电子体,为什么不包括SiO,PO
11,假设有一个分子只含有H,N,B其,中H∶N∶B=2∶1∶1,它的分子量为80.4,且发现它是非极性分子,抗磁性分子.
(1)此分子有两种可能构型A和B,其中A比B要稳定.请画出它们的结构式,并说明为什么A比B要稳定
(2)说明A和B分子中化学键的类型;
(3)说明A和B分子为什么是非极性抗磁性分子;
(4)标明A分子中成键骨架原子的形式电荷,并简述理由.
12,请就BF3的有关知识回答下列问题:
(1)几何构型及其成键情况;
(2)分子是否有极性
(3)如果把BF3与乙醚放在一起,BF3键长从130pm增加到141pm,试问所成新化合物的成键情况及其极性如何
参考答案:
1.(1) (2) (3)
2.NCl5不能稳定存在.因为N属于第二周期元素,其可以稳定存在的化合物的最大配位数是4.
3.解题思路:根据价层电子对互斥理论,计算单电子个数,价层电子对数,孤对电子对数,进而判断分子的构型(注意:必须考虑离子的价态!)
4,(1)H2O或醚 (2)O,O2 (3)BX3,BX(X为卤族元素) (4)N2,NH或季铵盐类
5,(1) (2)NF3分子的极性比NH3分子的极性小.在这两个分子中,都有一个sp3杂化轨道为N原子的一对孤对电子所占据.对NF3来说,N-F键的极性较大,而且偶极矩指向F原子,而N原子中由于孤对电子产生的偶极矩是指向孤对电子,方向正好与N-F键产生的偶极矩相反,抵消了N-F键产生的偶极矩,所以N-F分子的极性较小;对于NH3来说,N-H键产生的偶极矩指向N原子,与N原子中由孤对电子产生的偶极矩的方向相同,使N-H键的极性加强,所以NH3分子的极性大.
6,丁二烯是一个平面形分子,碳原子均采用sp2杂化,每个sp2杂化轨道中均有一个p电子,四个碳原子用sp2杂化以碰头方式形成9个σ键,每个碳原子还剩下一个p轨道形成∏键,结构为:
7,ArCl+,OF+,NO+,PS+,SCl+分子离子的杂化及成键形式,键级,成键轨道的周期数的关系列于下表中:
杂化态
键的性质
键级
成键轨道的周期数
ArCl+
sp3
σ
1
4～3
OF+
sp2
1σ+1∏
2
2～2
NO+
sp
1σ+2∏
3
2～2
PS+
sp
1σ+2∏
3
3～3
SCl+
sp2
1σ+1∏
2
3～3
由键级可知,NO+,PS+稳定,AlCl+不稳定.由于NO+成键轨道为2p和2s,形成的键比PS+用3p和3s成键更稳定,所以NO+最稳定.
提示:本题主要考查键级对分子或离于稳定性的影响.一般来说,键级越大,分子越稳定.相同键级的分子则看成键轨道的能级大小,能级越低,成键越稳定.
8,(1)CS2 (2)邻>间>对 (3)三角锥形 (4)平面三角形
(5) ; ;棕黄色者
9,
分子或离子
NO2
SO3
NH
TeCl4
IF5
中心原子杂化类型
sp2
sp2
sp3
sp3d
sp3d2
中心原子孤电子对数
1/2
0
0
1
1
分子中σ键数
2
3
4
4
5
分子中π键数
1个∏
1个∏
0
0
0
分子形状
V
平面形
四面体
四方锥
伞形
10,NO与PO的结构不同在于PO中的P原子有d轨道成键,SiO是化学式,它是SiO以2个氧分别和另外2个SiO2相联成长链或环状物质的化学式,不像CO那样是一个单独存在的离子单元.
11,(1)A:; B:
从立体几何的角度看,A式为六元环结构,比B式三元环结构稳定,三元环的张力太大;从纯化学的角度看:A式中的N,B均以sp2杂化轨道成键;在A中,3个N原子的pz轨道上3对孤对电子与3个B原子的空pz轨道形成6中心,6电子的离域π键,而B式却不能形成离域π键.所以A式比B式稳定.
(2)A:B,N sp2杂化,一个∏;B:B,N sp3杂化
(3)在成键情况下,上面的两个式子中B,N都没有成单电子,所以都是抗磁性分子.
(4)
由于A式中的离域π键的形成是N原子将孤对电子提供给B原子(B原子是缺电子原子),综合考虑,N原子因而少电子,因此N原子显示正电荷,B原子显示负电荷.
12,(1)B为sp2杂化,平面分子,有大π键∏;
(2)非极性,因结构对称;
(3)B由sp2杂化变为sp3杂化.因B缺电子,有空轨道,能接受乙醚分子中O的孤对电子,形成新的化学键.
- -
O
O
O
:N N:
O
:C O:
Cl
Cl
O==p-Cl