怎样讲述键的极性

在现行高中化学课本中,有关极性键和非极性键的概念是这样阐述的：“在单质分子中,同种原子形成的共价键,两个原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,这两个电子在键的中央出现的机会最多,成键的原子都不显电性。这样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键。”“在化合物的分子中,不同种原子形成的共价键,由于不同原子吸引电子的能力不同,共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方,也就是说,靠近吸引电子能力强的原子一方电子云比较密集。因而吸引电子能力强的原子就带部分负电荷,吸引电子能力较弱的原子就带部分正电荷,这样的共价键叫极性共价键,简称极性键”。     

关于NH3与NF3分子极性的讨论

我们知道,两个相同原子形成的双原子分子是非极性分子,μ_(AA)A=0.两个不同原子形成的双原子分子,若键有极性,则分子有极性,μ_(AB)≠0.但对多原子分子,键有极性,分子并不一定有极性,如CO_2、CH_4等,它们在空间分布是对称的,正负电荷重心重合,整个分子无极性.从这里知道,分子的极性由键的极性及分子的空间构型决定,且分子极性大小由     

正确理解多原子分子的对称性及与极性的关系

对于由极性键组成的多原子分子来说,它可能具有极性,也可能不具有极性,这方面判别方法是很多的。近年来,在部分大一《无机化学》教材及中学化学教学参考资料中,介绍的判别方法涉及了分子的对称性,然而有些叙述不够确切。例如: “如果空间构型不完全对称,键的极性不能抵消,由极性键组成的多原子分子也仍然有极性,例如SO2、H2O、NH3等都是极性分子。”“CHCl3,四面体,键不同,结构不对称,极性分子。H2S,弯曲（V）形,键完全相同,结构不对称,极性分子。”     

以极性键形成的多原子分子是否极性的一种快速判断法

对于以非极性键形成的分子是非极性分子,以极性键形成的双原子分子是极性分子,中学生是熟悉的.但是对于以极性键形成的多原子分子的极性判断,是他们不易掌握的内容.因为分子的极性与否,不仅与组成分子的元素的电负性有关,而且还决定于分子的空间构型.     

原子的电负性

原子的电负性在化学中有许多应用.求极性键键长、极性分子分解能以及用分子轨道法求分子轨函等,均应用电负性概念. 至目前止,原子的电负性已有数种度量标尺,其中Mulliken的电离势及电子亲合势平均值度量法的理论根据较好,而Pauling的热化学数据度量法应用较广. 为求得各种原子的电负性,已有多种可供计算的公式.刘遵宪由原子价壳层电子     

臭氧的分子结构

在现行的一些教科书中,对于臭氧的分子结构大都是这样写的:“O_3分子呈三角形,键角116.8°,键长127.8pm,在这个分子中,每个氧原子都以sp~2杂化态相结合,在分子中有一个大π键,π_3~4。”我认为“O_3分子中每个氧原子都以sp~2杂化态相结合”的这种说法是不太合理的,其理由如下: 首先,杂化轨道理论是鲍林为解决多原子分子的空间构型而提出的,是对价键法的补充和发展。对于多原子分子来说,电子对的方向性和分子的空间构型是一致的。我们把多原子分子的一个电子对描述为一个原子的适当的杂     

问答栏

问:氧是怎样结成臭氧的?它和温度有没有关系?为什么?答:氧结合成臭氧,是利用电场或触媒,使分子的氧(O_2)分解为活泼性原子的氧(O),原子氧比较活泼,在离开电场或触媒时又互相结合成臭氧(O_3),温度加高或时间较久,这种臭氧是不安定的,它容易再分解为一分子氧(O_2)及一原子氧(O),原子氧又合成分子,故制臭氧的电场中温度不宜超过10O℃,(常     

谈谈离子键和共价键的区别

关于离子链和共价键的区别,化学家们还没有一致的意见。有一部分化学家倾向于用偶极矩来判别离子链和共价键。例如,鲍林(L.Pauling)认为100％的共价键的偶极矩应等于零,100％的离子键的偶极矩应等于μ_0=qR_0在上式中q为离子的电荷,R_0为核间距离。极大多数的化学键的偶极矩在0与μ_0之间,所以它们既不是100％的共价键,也不是100％的离子键,而是含有一部分离子性成分和一部分共价性成分的混合键或中间类型键。这种中间类型的键称为极性键,而共价键和离子键则是极性键的两个极端。如果极性键的偶极矩等于μ,鲍林假定μ与μ_0的比值可以作为极性键中所含离子性成分的度量,他把这个比值乘以100称为离子性百分数p,即     

二元化合物鍵的极性程度的计算

分子中原子间化学键的极性程度,是指两个成键原子之间的电子偏移的数量,即与共价键相比较电子云(指价电子而言)重心从原子间距离的中心偏移的百分率。这数值可以用来表示化学键的极性程度,Pauling称之为“离子性百分率”,也可以叫做键极性指数。关于键的极性程度的计算,三十年来,提出的经验     

用电负性数据判断CO分子正、负端对吗?

一、前言电负性,是化学学科常用的原子参数之一.它的一个重要应用是根据组成分子的原子的电负性数据相对大小来判断化学键的极性强弱,以及组成分子的各原子,何者为正端,那个为负端.在戴安帮所著《无机化学》一书中这样写到:“两元素的负电性相差越大,它们之间键的极性越强,而负电性较大的元素为负极,负电性较小的元素为正极.”根据这一经典理论,对于CO分子,由于氧元素的电负性是3.50,碳元素的电负性为2.50,无疑,理应氧原子一端为负端,而碳原子一端为正端.然而,近代量子化学计算却说明CO分     

直键与弯键的对称性判据

一穹键的提出人们认为,杂化轨道(HAO)角函数的最大值方向(亦即HAO的方向)指向与之键合的原子,这样形成的化学键称为“直键”。但环丙烷分子中的三个碳原子构成三元环,有60°的键角。而任意两个正交的S-P杂化轨道之间的夹角θ都不可能小于90°,因而形成C-C键的HAO,不可能指向键合原子,环上的C-C键不可能是直键,而是“弯键”(BentBond)。通常,人们认为张力分子环上的键是弯键,其他的键为直键。     

诱导效应指数的量子化学研究

蒋明谦等曾提出了一种计算诱导效应指数的方案,用于讨论非共轭化合物.这种计算方案在蒋明谦的另一本专著中,又得到了进一步的推广.与过去一般都是以成键元素电负性差值来估计键极性的方法不同,诱导效应指数是用各原子的电负性分数来估计一个共价键上极性状态的.计算这种指数的基础是这种基团的原子的电负性及其共价半径.诱导效应指     

主族金属元素的氢-元素键及碳-元素键的键能计算

考察化合物能量水平的基本参数是分子中的键能,七十年代初期,R.T.Sanderson 对键能的计算问题,提出分享键能(Contributing Bond Energy,CBE)的概念,他把极性共价键的能量分解为非极性共价键的 E_c 和离子键的 E_i,它们在该键中所占的比量分别用系数 t_c 和 t_i 表示,则键能的计算公式是:CBE=t_cE_c t_iE_i     

超价分子SO2和SO3成键性的研究

SO2,SO3和H2SO4这样的分子,由于其中S原子的"超价”(supervalent)而被称为"超价分子”.对于它们的成键特性,除早期价键理论的共振论观点外,一般都采用简单分子轨道理论观点加以解释,认为在SO2和SO3分子中,诸原子在同一平面上,S原子sp2杂化,与O原子形成σ键,S的另一个p轨道与分子平面垂直,其余O原子也各有一个与分子平面垂直的p轨道,这些p轨道线性组合形成离域π轨道.SO2中的离域π键是Π43,SO3中则是Π64.之后对S原子d轨道是否参与成键的研究表明,S的dπ轨道可以与O的pπ轨道形成π键,认为S原子d轨道参与了π键的形成[1,2].本文通过分子轨道理论的自洽场法从头算和价键理论的广义价键法(Generalized Valence Bond,GVB)计算,根据计算结果对SO2和SO3的成键性做进一步的讨论.......     

原子负电性的新计算

原子负电性的最简单定义是“原子在分子中吸引电子的能力”。近年来 Moffitt的研究认为一个原子可具有一定范围的负电性,换言之,原子负电性的大小系随其价态而定。关于原子负电性的计算,历年来各方已提出数种理论或经验式的方法,Mulliken 曾从原子的离解电势和电子亲和力来量度原子负电性的大小;Malone 曾就键的偶极矩和负电性差而获得二者之间相互的关系;Pauling 则由热化学的实验数据,即所谓键能量而制定原子负电性的标度;刘遵宪首先由原子半径和原子价按经验式来计算原子负电性;随后孙承谔和作者又各自由量子数、原子序、及原子价之间的关系而提出不同的计算式。不久以前,Gordy 指出了原子负电性与原子半径及有效核     

非经典多重键

在难以形成经典多重键的重原子（第三周期以下）之间可以形成一种非经典多重键。由于构成双键的两部分（即两个分子片）的基态分别是单线态,这种电子结构导致非经典双键由两个配位键构成,非经典三键则是在此基础上再加上一个π键。这种多重键的强度和键级较经典多重键为低。与两个配位键的电子结构相对应,含有非经典多重键的分子具有反式弯曲的几何构型。     

孤对电子与赤道取向——sp3d杂化轨道中电子对排列的一种有趣现象

揭示了一种有趣的分子结构现象：在ABn型多原子分子或离子结构中,若中心原子A的轨道杂化方式为sp3d,且价层有孤电子对时,孤电子对总是呈三角双锥的赤道取向;若分子中A、B原子间有重键时,B原子也总是呈赤道取向。探讨了这一现象的内在原因,并通过归纳法论证了这一规律。     

分子结构与化学活性间的定量关系——Ⅰ.非共轭体系中的诱导效应

本文中提出由元素的电负性及原子共价半径两种基本常数以系统计算非共轭体系中基团诱导效应的方法,所得出的诱导效应指数与非共轭化合物在各种反应中的能量变化,平衡常数对数与速度常数对数均形成直筱关系。反应中化学变化的百分率,如产率及转化率等,则与诱导效应指数形成S形曲线。在计算方法中,共价键A—B的极性,以两成键原子的电负性分数,xA/xA xB,及xB/xA xB之差δ(键极性指数)表示。一键对于邻近各键上的诱导效应,以这键上的极性强度δ/r,为计算基数,其中r为键的长度。在一非共轭体系中,作用于A—B键的诱导效应,以直接或间接联结于A—B的各键的极性强度,依照远近次序相加的总和i表示: 或简写为其中1,2,3,4……代表各键联结于A—B上的次序,a是代表诱导效应传递时递减率的常数。与A—A键比较,由B原子及其所带基团对于A—B键上所产生的极性效应,以包括B原子在内的全部基团对A—B的诱导效应指数I表示: 如果分子中B,C,…等原子带有形电荷N_1,N_2…等,则除计算i值时应采用由于电荷而校正的原子电负性及共价半径外,还应加由电荷所引起的诱导效应i_ 或i_-: 其中r′是带电荷的原子的共价半径;因此总的诱导效应指数是 I=i_0 i i_±由这样计算出的诱导效应指数,可以正确推出英国学派的全部耢导效应序列及Kharasch等的脂肪基团的相对电负性序列。这指数与Taft的取代基极性常数σ~*基本上完全平行,与由其他方法算出的氢化物中氢的部分电荷也基本上平行。它与脂肪族卤化物及腈类等的电偶极矩形成良好的直线关系。这些事实都说明诱导效应指数能够定量代表有关的诱导效应。非共轭化合物中化学活性与诱导效应之间的关系,可以下式表示: E=AI B logK=aI b或log(K/K_0)=aI logk=a′I b′或log(k/k_0)=a′I 其中E为反应中的能量变化及与键能有直接关系的能量性质,K为反应平衡常数,k为反应速度常数;A,B,a,b,a′,b′均为常数,其值由反应类型及反应条件决定。在很多情况下,用为基准的氢原子也包括在这种关系之内。文中列举各种类型的有机及无机化合物的几百种E,K及k以表明上述几种直线关系的普遍存在。文中讨论诱导效应指数的适用范围,指出在基团立体障碍很大与立体效应不相同的情况下,及共轭效应起主导作用,而又不恒定的情况下,诱导效应指数与化学活性之间并无上述的几种直线关系。最后文中讨论诱导效应指数的用途。一是建立一种统一的定量的诱导效应序列,二是直接表达分子结构与化学活性间的定量关系,三是验证化合物的分子结构式,四是区别分子中不同位置上同种基团的活性,五是推断某些反应的机构,并各以例说明。     

为什么N_2分子和C_2H_2分子里的三键活动性截然两样?

N_2分子的电子结构可简单地写为:N≡N:即两个 N 原子之间有一个σ键,二个π键。同时,每个 N原子还有一对“孤对电子”。乙炔分子的电子结构可简单地写为:H—C≡C—H即两个 C 原子之间有一个σ键,二个π键。另外,每个 C 原子与一个 H 原子间有一个σ键。对比 N_2分子与 C_2H_2的电子结构,可以看出在 N_2     

谈键能、键级、能态与分子的化学反应活性的关系问题

关于键能、键级、能态与分子的化学活性的关系,目前还存在一些较模糊的看法。例如,有人认为键能越高,则含有该键的分子越稳定。进而认为键极越高,分子越稳定。从概念上说,键能是使某化学键断裂成为基态原子或自由基所需要的能量（以1摩尔化学键计算）,它主要反映在分子热稳定性方面。