第九章 分子结构—Lewis理论
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路易斯结构理论与路易斯结构式由于对简单的非过渡元素分子或离子,通过观察即可写出其路易斯结构式,所以路易斯结构理论实际上是中学化学中最重要的结构理论。
虽然人们因其不能解释PCl5等类物质的结构,而常对其加以质疑,但仍无法撼动其在化学中的地位。
以至于现在有相当一部分大学化学教材和教学参考书,还是用路易斯结构来讨论分子中的成键情况和性质。
一、路易斯理论介绍(一)路易斯理论路易斯结构理论是一个关于共价键的理论。
它认为分子中的原子都有形成稀有气体电子构型的趋势,以求得到自身的稳定。
所以又称为八隅体理论。
分子达到稳定结构要通过原子共用电子对来实现。
每种原子提供的价电子数,是按元素周期表的族数给出的。
它解释了大部分非过渡元素以共价键构成的化学物质的成键情况。
并给出分子的路易斯结构式、进而给出有关分子结构的某些较详细的情况。
路易斯结构的表示方法为,在两原子间用一对“电子点”或短线,表示由共价键相联结。
(二)路易斯结构的推断在中学化学教学的范围内,那些简单的分子或离子通常通过观察即可确定出路易斯结构式。
所谓的“观察”,就是在确定出哪个原子是中心原子的基础上(当分子中无环时),再一个、个的从配原子的角度讨论是否达到了稳定结构。
对H2O分子,有6个价电子的O原子为中心原子。
当它与一个配原子H结合时,与H要各提供1个电子用于成对。
O原子与另一配原子H也是这样结合的。
这样O原子享有的电子数为8,其中有2个孤电子对,有两个电子对分别与2个H原子共用、成σ键。
两个H原子各用1个电子与O原子组成电子对。
每个H原子享有的电子数为2。
原子都达到了稀有气体的结构。
如下左图。
如S O3分子中,电负性小的S为中心原子。
S与第一个考虑的O原子间必须共用2对电子(其中1个是σ键、1个是π键),这时S原子的电子数达到了8个,且该O原子的电子数也得到了满足。
这样,S原子只能单方面提供电子对与另外2个O原子以σ配键的形式结合。
如下右图。
或、或对于复杂的分子或离子,则必须通过计算。