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高中化学竞赛结构化学
第五章
多原子分子结构与性质
TheStructureandPropertyofPolyatomicMolecules
多原子分子的结构包括两方面内容:
(1)组成分子的原子在三维空间的排布次序、相对位置,
通常由键长、键角、扭角等参数描述构型和构象。分子的几
何结构可用衍射方法(包括X射线衍射、电子衍射和中子衍
射)测定。
(2)分子的电子结构、化学键型式和相关的能量参数,通
常由分子轨道的组成、性质、能级高低和电子排布描述。分
子的电子结构可用谱学方法(包括分子光谱、电子能谱和磁
共振谱等)测定。
目录
1价电子对互斥理论(VSEPR)
2杂化轨道理论
3离域分子轨道理论
4休克尔分子轨道法(HMO法)
5离域π键和共轭效应
6分子轨道对称性和反应机理
7缺电子多中心键和硼烷结构
第五章多原子分子的结构和性质
【教学要求】
1.掌握价电子对互斥理论判断分子构型和键角。
2.掌握杂化轨道理论的要点:杂化、杂化轨道、杂
化轨道的正交归一性、等性杂化和不等性杂化、
杂化轨道指数。。
3.掌握离域分子轨道与定域分子轨道的区别和联系。
4.掌握休克尔(HMO)理论:休克尔行列式,处理
共轭分子结构,分子图的应用并解释共轭分子的
相关性质
第五章多原子分子的结构和性质
5.用轨道对称守恒原理和前线轨道理论分析化学
反应。
6.分析缺电子多中心键和硼烷的结构。
【教学重难点】
1.重点:杂化轨道理论;用休克尔(HMO)方法处
理共轭分子结构,离域分子轨道理论的应用。
2.难点:离域分子轨道和定域分子轨道的概念,
休克尔(HMO)分子轨道理论
5.1价层电子对互斥理论(VSEPR)
VSEPR:1940年英国化学家西奇威克(Sidgwick)
和鲍威尔(Powell)提出价层电子对互斥理论
(ValenceShellElectronPairRepulsion)简称
VSEPR理论。后经吉莱斯(Gillespie)和尼霍姆
(Nyholm)于1957年发展为较简单的又能比较准确
地判断多原子分子几何构型的近代学说。
一、价电子对互斥理论的要点
原子周围各个价电子对之间由于互相排斥作用,
在键长一定的条件下,相互间距离愈远愈稳定。要
求价电子对等距离地分布在同一球面形成规
则的多面体结构
价电子对:(1)成键电子对bp(bonding-pair)
(2)孤对电子对lp(lone-pair)
价电子对之间排斥力的根源
1.各电子对之间的静电排斥力。
2.Pauli斥力,即价电子对之间自旋相同的
电子互相回避的效应。
价电子对之间的斥力导致分布在中心原
子周围的价电子尽可能远离。
二、多原子分子的构型
对于ALm型分子记作:
ALE
mn
m为L原子的数目(中心原子A的成键电子对数目,
中心原子A与L原子的键的数目)n为孤对电子对的
数目.
m+n个原子和孤对电子对
等距离地排布在同一球面上
三、判断分子几何构型的原则:
当中心原子A周围存在m个配位体L及n个孤
对电子对E(ALE)时,考虑各种因素,提出判
mn
断分子几何构型的原则如下:
1.为使价电子对间斥力最小,可将价电子对看作等距
离地排布在同一个球面上,形成规则的多面体形式。
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