物质结构基础分子结构

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1、2．共价鍵(1)路易斯(Lewis)价鍵理论化合物中的每一个原子都与它所鍵合的其它原子共用电子，来完成价电子的八隅体(氢为2)共1241Lewis1875年10月25日路易斯出生于美国麻萨诸塞州的西牛顿市。他从小聪明过人，在三岁时，父母就开始在家里让他接受教育。1893年进入著名的哈佛大学学习，1896年获理学士学位，以后在T．W．理查兹指导下继续研究化学，于1899年24岁时获哲学博士学位。共1242●路易斯结构式的写法：①画出分子或离子的骨架结构(选择合理的、与实验事实相符的，一般氢原子、卤原子在末端)在每两个成鍵原子之间画上短线(其数目等于成

2、鍵数)②计算成鍵数：成鍵数为成鍵电子数ns的1／2ns=no-nvno：各原子按相应周期稀有气体结构计算的最外层电子数之和nv：各原子的价电子数之和③计算孤对电子数：孤电子对数为未参与成鍵电子数(nl)的1／2nl=nv–ns④将孤对电子分配到各原子，使其周围电子数达到8个(H为2)，不足时，可画成重鍵(短线数目应等于成鍵数)画出H2O、CO2的路易斯结构式共1243［例］COCl2(光气)的路易斯结构式no=8+8+2×8=32nv=4+6+2×7=24ns=no-nv=32-24=8成鍵数=8/2=4nl=nv–ns=24-8=16孤电子对数=

3、16/2=8画出结构式：共1244画出CO32-的路易斯结构式no=8+3×8=32nv=4+3×6＋2=24ns=no-nv=32-24=8成鍵数=8/2=4nl=nv–ns=24-8=16孤电子对数=16/2=8画出结构式：共1245●形式电荷：原子满足八隅体时多余或缺少的电子数QF=nv–ns–nl形式电荷为0时最稳定相邻原子的形式电荷为同号时，最不稳定书写时形式电荷应尽可能地小共1246［例］写出CO的路易斯结构式，并标出形式电荷。解：no=8+8=16；nv=4+6=10ns=no-nv=16-10=6成鍵数=ns／2=3未参与成鍵的电子

4、数nl=nv–ns=10-6=4孤电子对数=4／2=2画出结构式：C原子应有5个价电子，比实际有的4个价电子多1个，形式电荷为-1；O原子应有5个价电子，比实际有的6个价电子少1个，形式电荷为+1共1247●多电子结构：为达到稳定结构，成鍵原子价电子数比八隅体多如：POCl3的稳定结构中，P原子周围有10个价电子，多于8●缺电子结构：为达到稳定结构，成鍵原子价电子数比八隅体少如：BF3的稳定结构中，B原子周围只有6个价电子，少于8共1248●路易斯价鍵理论的缺陷：路易斯结构式可表示分子中的成鍵情况，但：不能说明分子的空间几何构型；八隅规则例外较多；

5、无法解释共价鍵的方向性；无法解释单电子、叁电子鍵等。共1249［例］(1997年化学竞赛题)NO的生物活性已引起科学家高度重视。它与超氧离子(O2-)反应，该反应的产物本题用A为代号。在生理pH值条件下，A的半衰期为1～2秒。A被认为是人生病，如炎症、中风、心脏病和风湿病等引起大量细胞和组织毁坏的原因。A在巨噬细胞里受控生成是巨噬细胞能够杀死癌细胞和入侵的微生物的重要原因。科学家用生物拟态法探究了A的基本性质，如它与硝酸根的异构化反应等。他们发现，当16O标记的A在18O标记的水中异构化得到的硝酸根有11%18O，可见该反应历程复杂。共12410(

6、1)写出A的化学式。写出NO跟超氧离子的反应。你认为A离子的可能结构是什么？试写出它的路易斯结构式(即用短横表示化学鍵和用小黑点表示未成鍵电子的结构式)。(2)A离子和水中的CO2迅速一对一地结合。试写出这种物种可能的路易斯结构式。◣(3)含Cu+离子的酶的活化中心，亚硝酸根转化为一氧化氮。写出Cu+和NO2-在水溶液中的反应。◣(4)在常温下把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里加热到50℃，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力的2/3就不再改变，已知其中一种产物是N2O，写出化学方程式。并解释为什么最后的气体总压力略小于

7、原压力的2/3。◣共12411解：(1)NO与超氧离子O2-反应生成的A能与NO3-发生异构化反应，说明A中存在过氧鍵，可断裂与水中18O交换。因此，A的结构为ONO2-，反应方程式为：NO+O2-ONO2-共12412画路易斯结构式：no=8+8+2×8=32nv=6+5+2×6+1=24ns=no-nv=32-24=8成鍵数=8/2=4nl=nv–ns=24-8=16孤电子对数=16/2=8画出结构式：◢共12413(2)A离子和CO2的结合反应有两种可能：◣共12414(3)两个氧化还原半反应：NO2-+2H++eNO+H2OCu+-eCu2

8、+离子方程式：NO2-+Cu++2H+NO+Cu2++H2O◢(4)NO在加热和加压下生成N2O，说明发生了氧化还原反应，