课后练习本_八隅体与路易斯结构

路易斯结构式在弗兰克兰结构式基础上，Lewis 提出了“共用电子对理论”“—”表示共用一对电子。

H—H“＝”表示共用两对电子。

H—O—H O＝O“≡”表示共用三对电子。

N≡N弗兰克兰的“化合价”=Lewis 的电子共用电子对数目。

① 柯赛尔的“八隅律”认为稀有气体的8e 外层是一种稳定构型。

其它原子倾向于共用电子而使其外层达到8e 外层。

如：H—O—H H—C≡N② 成键电子与孤对电子的表示成键电子=键合电子——指形成共价键的电子。

孤对电子——指没有参与化合键形成的电子。

③ 结构式的表示：键合电子——用线连孤对电子——用小黑点如：H—N—H N≡N④ Lewis 电子结构式的局限性按柯赛尔的“八隅律”规则，许多分子的中心原子周围超出8e 但仍然稳定。

如：PCl5 BCl3 B 周围5 个e这些需要用现代价键理论来解释。

杂化轨道杂化轨道理论（hybrid orbital theory）杂化轨道理论（hybrid orbital theory)是1931 年由鲍林(Pauling L)等人在价键理论的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。

要点1.在成键的过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新原子轨道，这种轨道重新组合的方式称为杂化（hybridization),杂化后形成的新轨道称为杂化轨道（hybrid orbital)。

2.杂化轨道的角度函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道间最大程度地重叠，因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强（轨道是在杂化之后再成键）。

电子云的形状3.杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。

不同类型的杂化轨道之间夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。

基础无机：Lewis共价键理论和共振结构式作者：虹Rreflect_F 本文受众：高中以上Lewis共价键理论是经典的共价键理论。

当然，在MO，VB等面前可能不值一提。

但是原始与简单也有它的好处，如果我们可以用一些更为简单的方法去解释一些分子结构给出的信息，何乐而不为呢？就如同在适合的时候没必要使用洛仑兹变换而使用伽利略变换一样。

这个也是它在基础有机化学中应用十分广泛的原因。

故在这里提及一些关于Lewis结构式的内容。

*注：在Lewis结构式里我们讨论的是分子或者是以共价键组成的离子，而且主要针对主族元素。

副族元素的化合物置于配位化合物部分进行讨论。

一．Lewis结构式的书写1.八隅律中心原子通过电子共用达到周围8价电子的稳定结构（H为2电子）。

2. 几种Lewis结构的书写方法：一种（左图）是高中所熟知的电子式，标准式（中间）是把电子式中共用电子对用短线代替，只需要标出孤对电子。

还有一种（右图）是在孤对电子较多时可以弃去孤对电子来表示分子的结构。

3. 键数的计算：有了八隅律作为规则就可以轻易的算出化合物中的键数n。

我们设分子中有a个重原子（除了氢原子以外的其他原子，在等电子体部分中有提及）b个氢原子，那么我们所拥有的价电子数可以通过计算得出设为c。

那么我们达到理想结构每个原子都达到8电子的稳定结构，所总共的电子为8a+2b，很显然我们多算了电子，而这个多算的电子数目是8a+2b-c。

这些多的电子通过共用电子对来实现互补，2个电子一根键所以总键数就是4a+b-c/2。

以HCN为例n=4*2+1-（1+4+5）/2=4，所以共4根键。

4. 形式电荷有时我们画出来的分子周围多了电子或者少了电子，这样就可以看作多了电子的原子丢掉一个（或者数个）电子，而这些电子被另一个原子得到，从而使每个原子达到8电子结构。

如CO：有了形式电荷了以后，就有助于我们对物质Lewis结构式稳定性的讨论。

二．共振结构式1.什么叫共振？这里的共振显然和物理学中的强迫运动没有关系。

无机化学课后习题答案在无机化学的学习过程中，课后习题是帮助学生巩固知识点和提高解题技能的重要环节。

以下是一些常见无机化学习题的解答示例，供参考。

习题1：描述原子轨道的四个量子数，并解释它们的含义。

答案：原子轨道的四个量子数包括主量子数(n)、角量子数(l)、磁量子数(m_l)和自旋量子数(m_s)。

主量子数(n)决定了电子所处的能量层，n的值越大，电子所处的能量层越高。

角量子数(l)描述了电子轨道的形状，l的值从0到n-1，对应不同的轨道形状，如s、p、d、f等。

磁量子数(m_l)描述了在外部磁场中电子轨道的取向，其值从-l到+l。

自旋量子数(m_s)描述了电子自旋的方向，对于一个电子来说，m_s的值只能是+1/2或-1/2。

习题2：说明离子键和共价键的区别。

答案：离子键通常形成于活泼金属和活泼非金属之间，是由正离子和负离子之间的静电吸引力构成的。

在离子键中，原子通过转移电子形成离子，从而产生强烈的静电吸引。

共价键则形成于非金属原子之间，通过共享一对电子来实现化学键的形成。

在共价键中，原子之间没有电子的转移，而是通过电子的共享来达到稳定的电子排布。

习题3：描述路易斯结构规则，并给出一个例子。

答案：路易斯结构规则是一种用于表示分子中原子间化学键和孤对电子的图形表示法。

规则包括：1) 每个原子都尽可能满足八隅体规则，即每个原子周围有八个电子。

2) 单键、双键和三键分别表示两个、四个和六个共享电子。

3) 孤对电子通常以一对对的形式存在，并且不能形成化学键。

例如，水分子的路易斯结构可以表示为H-O-H，其中氧原子与两个氢原子形成单键，并且氧原子还有两对孤对电子。

习题4：说明如何计算一个化合物的摩尔质量。

答案：摩尔质量是指一摩尔物质的质量，单位是克/摩尔。

计算化合物的摩尔质量需要将构成化合物的每种元素的相对原子质量相加。

例如，水（H2O）的摩尔质量可以通过以下方式计算：摩尔质量= 2 ×氢的相对原子质量 + 氧的相对原子质量= 2 × 1.008 g/mol +15.999 g/mol = 18.015 g/mol。

路易斯结构式路易斯结构式在弗兰克兰结构式基础上，Lewis提出了“共⽤电⼦对理论”“—”表⽰共⽤⼀对电⼦。

H—H“＝”表⽰共⽤两对电⼦。

H—O—H O＝O“≡”表⽰共⽤三对电⼦。

N≡N弗兰克兰的“化合价”=Lewis的电⼦共⽤电⼦对数⽬。

①柯赛尔的“⼋隅律”认为稀有⽓体的8e外层是⼀种稳定构型。

其它原⼦倾向于共⽤电⼦⽽使其外层达到8e外层。

如：H—O—H H—C≡N②成键电⼦与孤对电⼦的表⽰成键电⼦=键合电⼦——指形成共价键的电⼦。

孤对电⼦——指没有参与化合键形成的电⼦。

③结构式的表⽰：键合电⼦——⽤线连孤对电⼦——⽤⼩⿊点如：H—N—H N≡N④Lewis电⼦结构式的局限性按柯赛尔的“⼋隅律”规则，许多分⼦的中⼼原⼦周围超出8e但仍然稳定。

如：PCl5 BCl3 B周围5个e这些需要⽤现代价键理论来解释。

杂化轨道杂化轨道理论（hybrid orbital theory）杂化轨道理论（hybrid orbital theory)是1931年由鲍林(Pauling L)等⼈在价键理论的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能⼒、分⼦的空间构型等⽅⾯丰富和发展了现代价键理论。

要点1.在成键的过程中，由于原⼦间的相互影响，同⼀原⼦中⼏个能量相近的不同类型的原⼦轨道（即波函数），可以进⾏线性组合，重新分配能量和确定空间⽅向，组成数⽬相等的新原⼦轨道，这种轨道重新组合的⽅式称为杂化（hybridization),杂化后形成的新轨道称为杂化轨道（hybrid orbital)。

2.杂化轨道的⾓度函数在某个⽅向的值⽐杂化前的⼤得多，更有利于原⼦轨道间最⼤程度地重叠，因⽽杂化轨道⽐原来轨道的成键能⼒强（轨道是在杂化之后再成键）。

电⼦云的形状3.杂化轨道之间⼒图在空间取最⼤夹⾓分布，使相互间的排斥能最⼩，故形成的键较稳定。

不同类型的杂化轨道之间夹⾓不同，成键后所形成的分⼦就具有不同的空间构型。

类型简介理论基础按参加杂化的原⼦轨道种类，轨道杂化有sp和spd两种主要类型，分为sp杂化电⼦云图sp,sp2,sp3,dsp2,sp3d,sp3d2,d2sp3,按杂化后形成的⼏个杂化轨道的能量是否相同，轨道的杂化可分为等性和不等性杂化。