无机化学教学课件7.0 共振论-讲授.ppt

共 振 论 1 共振论的基本概念 2 书写极限结构式遵循的基本原则 3 共振极限结构式能量标准 4 共振杂化体的各结构式贡献的大小 5 共振论的应用 2 书写共振式遵循的基本规则 3共振杂化体的稳定性的判断 5 共振论的应用 ①解释结构与性质间的关系 * * -------即离域体系可以用几个经典结构的叠加来描述 1 共振论的基本概念 共振论是鲍林于20世纪30年代提出的。用以弥补经典价键理论一个价键结构式对应一个分子结构的不足。 例如：CO32-中的三个碳氧键是等同的，键长均为0.128nm。 但是价键式却只能表示为： 而共振论将CO32-的真实结构表示为： 上式的意思是：CO32-的真实结构是上述三个共振结构式(经典结构式)的共振杂化体 共振论认为：不能用经典结构式圆满表示的分子，其真实结构是由多种可能的共振式叠加(共振杂化)而成的。 I) 共振杂化体是一个单一的物质 真正的共振杂化体是一个单一的物质，决不是几个共振式的混合物。共振论一再强调在任何时候，共振杂化体都是一个单独的物质，只能有一个结构。 II) 共振杂化体比任何一个单一的共振结构式所代表的分子都要稳定！ 说 明 共振论的基本思想 当一个分子、离子或自由基的结构可用一个以上不同电子排列的经典结构式（共振式）表达时，就存在着共振。 这些共振式均不是这一分子、离子或自由基的真实结构，其真实结构为所有共振式的杂化体。 提示： 共振式之间只是电子排列不同 共振杂化体不是共振式混合物 共振杂化体也不是互变平衡体系 ---使原子核的相对位置和电子对的数目保持不变而改变电子的排布，就能写出不同的价键结构共振式: 从一种共振结构式转变到另一种共振结构式时，只有成键电子或孤（对）电子的位置能改变，但电性不变。 共振式的写法 N原子的价电子数超过8个！ 碳原子成了5价！ ①必须符合经典结构式的书写规则，符合价键理论。 ②各共振极限结构式中所有共振式的原子排列相同。 同一化合物的不同共振结构只是电子排布的变化，原子核位置不变。 ③ 同一化合物的所有的极限结构式中，配对的或不配对的电子数目应保持一致。 共振杂化体比任何一个共振式都稳定,其稳定性的大小与共振式的结构有关 具有相同稳定性的共振式参与形成的共振杂化体往往特别稳定. 越是稳定的共振式对共振杂化体的贡献越大,与共振杂化体结构越接近,参与形成的共振杂化体越稳定. 共振式越多,参与形成的共振杂化体越稳定. 1.正负电荷没有分离的比分离的共振结构式稳定,正负电荷分离越远越不稳定,因为分离电荷需能量。 2.相邻原子带相同电荷的共振式不稳定。 共振式的稳定性比较 3.负电荷在电负性较大的原子上的共振式较稳定。 4. 满足八隅体电子构型的共振式，能量低，稳定。反之则能量高，不稳定。 中C+外层电子只有6个。 4 共振杂化体的各结构式贡献的大小 (a) 满足八隅体的共振式比不满足的共振式稳定，对杂化体贡献大。 ------不同极限结构对共振杂化体的贡献大小不同 各个极限结构式对真实分子结构贡献的大小与其的稳定性成正比 (b) 电荷分离的极限结构稳定性低，对杂化体贡献小 (c) 违反电负性的结构式对杂化体的贡献极小，忽略。 贡献极小,忽略 贡献小 (d) 键长、键角变化大的极限结构对杂化体的贡献小。 （1）、（2）的贡献大，（3）、（4）、（5）贡献小 苯的共振式 例2： 1,3-丁二烯既可以进行1,2-加成，又可以进行1,4-加成,是由于反应的活性中间体存在下列共振： 例1：1,3-丁二烯分子中的键长平均化的趋势是由于存在下列共振: