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08第八讲 微粒间的相互作用


第八讲 微粒间的相互作用 第八讲 微粒间的相互作用 一、路易斯结构理论 二十世纪初,在玻尔原子结构模型的基础上,路易斯(1916 年,G.C.Lewis,美国化学家) 提出了化学键的电子对理论。他认为,原子相互化合形成化学键的过程可以简单地归结为未成对电 子的配对活动。 当 A 原子的一个未成对电子和 B 原子的一个未成对电子配成一对被双方共用的电子 对,就形成一个化学健

,这种化学键称为―共价键‖。 这样,就可以把表示化学健的―—‖改成―:‖,以表示一对电子。这种化学符号就是所谓共价键 的―电子结构式‖。 几乎在提出共价键的同时,人们还建立了配价键和电价键(即离子键)的概念。当 A 原子和 B 原子化合,A 原子供出一对电子对而 B 原子接受这对电子对,形成一对共用电子对,所形成的化学 键就称为―配价键‖。 当 A 原子和 B 原子形成化学键时,A 原子的未成对电子和 B 原子的未成对电子配成对,但这对 电子并不是共用电子对而是为一方所独有,这样,一方失去电子,变成正离子,另一方得到电子, 变成负离子,正负离子以静电引力相互吸引,形成的化学键称为―电价键‖或称为―离子键‖。 所谓―路易斯结构式‖,通常是指如下所示的化学符号: 在路易斯结构式中,线段的意义,如前所述,代表共用电子对,仍称―单键‖、―双键‖和―叁键‖ (代表 1,2,3 对共用电子对) 。成对的小黑点则代表未用来形成化学键的―价层电子对‖,非共用电 子叫做―孤对电子对‖。 [例题 1] [2005 年江苏省高中学生化学竞赛试题] 。 已知 S2Cl2 分子结构与 H2O2 相似,请写出 S2Cl2 的电子式 二、价层电子对互斥理论(VSEPR) 现代化学的重要基础之一是分子的立体结构。单写出路易斯结构式是不能得知分子的立体结构 的。分子的立体结构通常是指其σ —键骨架在空间的排布。现代实验手段可以测定一个具体的分子 或离子的立体结构。例如,我们可以根据分子或离子的振动光谱(红外光谱或拉曼光谱)来确定分 子或离子的振动模式,进而确定分子的立体结构:也可以通过 X—衍射、电子衍射、中子衍射等技 术测定结构。例如,实验测出,SO3 分子是呈平面结构的,O—S—O 的夹角等于 120? ,而 SO32 离 - 子却是呈三角锥体,硫是锥项,三个氧原子是三个锥角,象一架撑开的照相用的三角架。又例如 SO2 134 第八讲 微粒间的相互作用 的三个原子不在一条直线上,而 CO2 却是直线分子等等。早在 1940 年,Sidgwick 和 Powell 就在总 结测定结果的基础上提出了一种简单的理论(更确切地说,是一种模型) ,用以预测简单分子或离子 的立体结构。 这种理论后经 Giliespie 和 Nyholm 在 50 年代加以发展, 并称之为 VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) ,即价层电子对互斥理论。对于我们经常遇到的分子或离子,用这一理论来 预言其结构,是简单有效的。作为一种不需要任何计算的简单模型,它应当说是很有价值的。也正 是由于其简单性,有时会出现例外。 1、球面点电荷模型 情况有: 球面点电荷模型是价层电子对互斥理论的基础。 当球面上有若干个点电荷,它们在球面上分布必须相互保持最大距离使的排斥能最小,常见的 当有两个点电荷时,它们分布在球直径两个端点上:空间分布为直线型 当球面有三个点电荷时,它们在空间的分布为平面正三角形: 当球面有四个点电荷时,它们在空间的分布为正四面体 当球面有五个点

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