原子结构和子结构复习.doc

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1、原子结构复习共振体在某些情况下，路易斯结构不能充分地描绘它所表示的离子或分子的性质。例如考虑SO2分子，我们可以得到如右图的结构：这个结构意味着在SO2中存在着两种不同的硫—氧键——双键和单键，但实验告诉我们在SO2分子中只有一种键。特别是，我们发现这两个键的键长是相等的，均为0.143nm。价键理论对这种情况的“解释”是假定在SO2中的每一个键是介于单、双键之间的“杂化键”。而测得的键长为预期的单键和双键键长的中间值。这个事实也支持这种观点。为了在Lewls结构的范围内表达这个概念，我们有时写出两种结构：而它的真正的结构可介乎二者之

2、间。在价键的术语中这类状态叫作共振体。共振概念的引入就是为了合理处理单从Lewls结构不足以描述物质(如二氧化硫等)性质的这类问题。另一必须求助于共振观点的是硝酸根离子。对硝酸根离子可以写出以下三种等价的结构，以解释实验观测结果，硝酸根离子在各种情况下三个氮氧键都是等同的。我们还会遇到分子和离子的其它例子；它们的性质也能用共振概念获得解释。在应用于结构描写时共振理论认为，在价键规则许可的范围内，当一个分子可以写出一个以上的结构式时，则任何一个单独的经典价键结构式都不能正确地反映出真正的结构来，这就意味着写出越多的合理的结构式越好，每一

3、个结构式实际上代表一个并不存在的极限体，分子的真正结构是这些可能的极限体的杂化体。也就是说，当用一个经典的价键结构式不能正确地反映出分子的真实状态时，可以用多种经典结构的叠加(共振)来近似地模拟真实分子，目的是为了解决“不能有把握地用一种价键结构式归于某一分子”的困难，指出分子是在“若干个价键结构之间共振”的。这些共振结构式之间的差别仅是键或电子状态的不同，原子核的位置在所有的结构式中都是相同的，在这种情况下，电子将具有比一个结构式时更为广泛的运动自由度，即产生共振。下面几点对于我们怎样用共振结构式来描写一个分子是有用的。(1)我们用

4、双箭头符号来联结多个经典结构。双箭头即共振之意，仅是一个数学符号，意味着将合理指定的经典结构加以综合而提出分子的真实结构。这些经典结构又称共振结构或极限结构，它们必须符合经典价键结构，但并不具有客观真实性，因为在基态时，它们从未存在过。(2)写共振结构时，我们只能合理移动电子，原子核的位置在所有的共振结构中都得以保留而一致，即构型不变原则。在大多数共振中并不涉及键而只是以不同的方式改变电子或未共享电子。就是说，只要移动电子或未共享电子就能写出某个分子的各个共振结构。而6不是同一物种的共振结构，因为H移动了位置。(3)所有的共振结构都应

5、有合理的经典结构，即必须服从价键规则，各共振结构之间的能量也应大致相等。(4)各共振结构的配对电子数及末成对电子数不变。—个共振结构中配对的电子数不能分开成为两个未成对的单电子，如丁二烯的几个共振结构中不会出现双游离基式。共振论以共振结构及贡献大小反映电荷离域情况，一个共振结构只表示离域的一种极限，电子的离域意味着体系能量降低。真实分子的离域范围实际上要比任何一种共振结构更广。因此，它比任何一个我们能够写出的结构更为稳定。物种具有共振时比没有共振时要稳定。共振结构数目越多，意味着离域范围越广，物种也越稳定。共振结构中比较稳定的，即具有

6、较低能量的权限式对共振激化体(即其实结构)的贡献也较大，反映其实分子的性质也越多。共振杂化体只代表一个物种，具有它本身特定的物理和化学性质而与任何一个共振结构的性质不同，但我们可以用一个或几个贡献较大的共振结构来说明真实分子的性质。我们可以根据化学的实践知识对各种可能的共振结构中那些最为重要即最为稳定和合理的作出判断。6练习1、NCl5能否稳定存在?并简述理由。2．已知等电子体间具有相似的空间构型和成键形式，SO3、BF3、NO3－、CO32－互为等电子体。（1）指出上述等电子体的空间构型和成键情况；（2）为什么上述等电子体不包括Si

7、O32－、O4？（3）列举与N2为等电子体的分子或离子4种3、写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式：（1）氧原子用sp3杂化轨道形成两个σ键。（2）氧原子形成一个三电子π键，氧原子形成两个π键。（3）硼原子用sp2杂化轨道形成三个σ键；硼原子用sp3杂化轨道形成四个σ键。（4）氮原子形成两个π键；氮原子形成四个σ键。4、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

8、？（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5．已知等电子体间具有相似的空间构型和成键形式，SO3、BF3、NO3－、CO32－