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《多原子分子的结构和性质习题解答》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、乐山师范学院化学学院05多原子分子中的结构和性质本章主要知识点一、价层电子对互斥理论（VSEPR）得1.=总的价电子数中心原子的价电子数配体的提供的电子数离子+±电子数失中心原子的价电子数族序数=配体提供的电子数：H、卤素：提供1个电子；O、S：不提供电子；N：减去一个电子。2.电子排布构型和分子构型电子电子排孤对电子数对数布构型123452直线型直线型----3正三角形V型直线型---4四面体型三角锥形V型直线型--5三角双锥跷跷板型T型直线型直线型6正八面体四方锥型正方形T型V型直线型7五角双锥五方锥正五边形四边形oo注：在三角双锥中，由于赤道上的夹角为120，大于90，因此孤对电
2、子优先占oo据在赤道上；在五角双锥中，由于赤道上的夹角为72，小于90，因此孤对电子优先占据在极轴上。在推断分子构型时，不考虑孤对电子。二、杂化轨道理论杂化轨道参加杂化的原子轨道构型对称性实例−sps,p直线型D∞hCO,N232DBF,SOsps,px,py平面三角形3h333TCHsps,px,py,pz四面体形d422d,s,p2−dsp或spdxy22−x,py平面正方形D4hNi(CN)433d,s,pdsp或spdz2x,py,pz三角双锥形D3hPF51乐山师范学院化学学院dsp3或sp3dd,s,px,py,pz四方锥CIFxy22−4v5d2sp3或sp3d2d,2d
3、22,s,px,py,pz正八面体OSFzxy−h6三、离域分子轨道理论：用分子轨道理论处理多原子分子时，最一般的方法是用非杂化的原子轨道进行线性组合，构成分子轨道，它们是离域化的，即这些分子轨道的电子并不定域于多原子分子的两个原子之间，而是在几个原子间离域运动。四、休克尔分子轨道理论（HMO法）属于离域分子轨道理论，只处理平面性分子的大π键。由于σ键中原子轨道间的重叠程度大，成键轨道与反键轨道的能量差别大，而π键中的原子轨道间的重叠程度小，成键轨道与反键轨道的能量差别小，因此π就构成前线轨道，而分子的化学性质主要由前线轨道决定。因此可以仅仅考虑π轨道来讨论分子的化学性质。处在分子平面
4、的原子提供一个垂直于分子平面的能量相近的pz轨道，有这些轨道的线性组合作为试探函数（见第三章的变分法），其中各种积分作了简化处理：库仑积分H相等，为α；交换积分H：相邻为β，不相邻为0；重叠积分S：iiijijS=1，Si=≠0(j)。这样久期行列式大大简化。iiij解久期行列式得到分子轨道的能量，将能量代入久期方程得到分子轨道组合系数。最后讨论分子的性质：2（1）电荷密度：ρik=∑ncik，其中k是分子轨道的指标，i是原子轨道的指标，kn表示第k个分子轨道的占据数，c表示第k个分子轨道第i个原子轨道的组合系kik数。（2）键级：Pnij=∑kikccjkk（3）自由价：FFii=−
5、max∑Pjjn五、离域π键的表示：π，其中m表示形成离域π键的p轨道数，n表示填充m在离域π键的电子数(要求会写)。2乐山师范学院化学学院六、前线轨道理论：分子的最高占据轨道（HOMO）和最低空轨道（LUMO）统称为前线轨道。两个分子要发生化学反应，首先要相互接近，在两个分子相互接近时，一个分子的HOMO轨道上的电子要向另一个分子的LUMO轨道迁移，若这两个轨道的对称性不匹配，就不能迁移，若对称性匹配，则可能迁移，还要看迁移时两个原子的电负性，电负性大的不容易向电负性小的迁移。对于环化或σ键迁移这样的单分子反应，反应物的对称性在整个过程中保持不变。对旋看对称面的对称性；顺旋看C轴的对
6、称性。若涉及到LUMO轨道，2反应条件需要光照，若不涉及LUMO只需要加热。3乐山师范学院化学学院本章习题解答【5.1】利用价电子互斥理论，说明XeF4,XeO4,XeO3,XeF2,XeOF4等分子的形状。解：分子XeF4XeO4XeO3XeF2XeOF4价层电子数8+48+08+08+28+0+4价电子空间分布八面体四面体四面体三角双锥八面体孤对电子对数20131四方锥正方形四面体三角锥直线形OOF几何构型FFFFXeXeOXeOXeXeFFFFOOOOF2−+−【5.2】利用价电子互斥理论，说明AsH3,ClF3,SO3,SO3,CH3,CH3的分子和离子的几何形状，说明哪些分子
7、有偶极矩？解：离子不考虑其偶极矩：2−+−分子或离子AsH3ClF3SO3SO3CH3CH3价层电子数5+37+36+06+0+24+3-14+3+1价电子空间分布四面体三角双锥平面三角形四面体平面三角形四面体孤对电子对数120101正三角形三角锥T形三角锥正三角形三角锥FO几何形状HAsHFClC-HSSOC+HHOHHHHFOOO是否有偶极距有有无－－－表中ClF3分子中Cl原子周围的5对价电子按三方双锥分布，可能的形状有下面三种：F孤对电
