高等无机化学：第一章 氢的结构化学 -1.pdf

第一章 氢的结构化学 氢原子的光谱 玻尔理论 薛定谔方程 精确度为零点几埃的光谱仪 氢原子光谱的精细结构 兰姆（Willis Eugene Lamb, 1913- ）发现氢光谱的精细结构， 库什（Polykarp Kusch, 1911-1993）精密测定电子磁矩 共同分享了1955年度诺贝尔物理学奖。 量子电动力学的三大实验支柱： 兰姆位移实验和电子、m子的反常磁矩实验 1. 1 氢的同位素和成键类型 氢 丰度：第三 同位素：氕（1H）天然丰度为99.985% 氕微溶于水和有机溶剂，易溶于金属钯中 氘（D或2H ）氢的一种稳定形态同位素，重氢 用于热核反应 氚（T或3H ）素氢的一种放射性同位素，超重氢 用于热核武器 用中子轰击锂可产生氚 Li ＋n→4He＋3H 氢形成的化合物的数目最多！ 氢的成键类型 1. 共价单键 利用1s轨道和另一个原子的价轨道互相叠加 H HCl H O NH CH 2 2 3 4 氢的共价半径：37 pm 2. 离子键 （1）氢作为H- I M H - 具有NaCl 型结构 H 的半径：142 pm MIIH2 金红石型结构(M = Mg); 变形PdCl 结构 （M = Ca，Sr，Ba ） 2 2. 离子键 （2 ）氢作为H+ 除在气态离子束的状态下，H+ 必会依附于其它具有孤 对电子的分子或离子 质子可作为一个孤对电子的受体而组成稳定的离子： H O+ NH + H F+ HCO - 3 4 2 3 3. 金属键 氢原子通过金属键相互结合在一起，因具有部分充 满电子能带而出现金属行为，如导电性 250 GPa H H H H H H H H 77 K 4. 氢键 质子给体 质子受体（孤对电子） X H Y 高电负性原子 （F, O, N, Cl, C ） 分类：分子间氢键和分子内氢键 5. 多中心氢桥键 （1）B-H-B氢桥键 三中心二电子（3c-2e ） B H 2 6 （2 ）M-H-M和M-H-B桥键 M = Be, Mg,