高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
第5讲 分子结构
【竞赛要求】
路易斯结构式(电子式)。价层电子对互斥模型对简单分子(包括离子)几何构型的预测。杂化轨道理论对简单分子(包括离子)几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ 键和π 键。离域π 键。共轭(离域)的一般概念。等电子体的一般概念。分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的结构和性质的解释。一维箱中粒子能级。超分子基本概念。
【知识梳理】
一、路易斯理论
1、路易斯理论
1916年,美国的 Lewis 提出共价键理论。认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势(八隅律),求得本身的稳定。而达到这种结构,并非通过电子转移形成离子键来完成,而是通过共用电子对来实现。
通过共用一对电子,每个H均成为 He 的电子构型,形成共价键。
2、路易斯结构式
分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子,又称孤对电子。添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。如:
H∶H 或 H—H ∶N≡N∶ O=C=O C2H2(H—C≡C—H)
有些分子可以写出几个式子(都满足8电子结构),如HOCN,可以写出如下三个式子:
哪一个更合理?可根据结构式中各原子的“形式电荷”进行判断:
q = n v-n L-n b
式中,q为 n v为价电子数 n L为孤对电子数 n b为成键电子数。