浅谈用杂化轨道理论解释SO_3结构

北师大、华中师大、南京师大合辑的《无机化学》教材中,对SO_2、SO_3的结构采用杂化轨道理论和离域π健解释.其中关于SO_2的结构及液、固态SO_3的结构学生都比较容易理解.但对气态SO_3的结构则较难理解.教材中把气态单分子SO_3的平面三角形结构解释为中心硫原子采用SP~2杂化,形成三个σ键,一个4原子6电子离域π键π_4~6,S—O键具有双键特征.这里并没有解释硫原子是怎样杂化,如何成键.因此,学生按教材上册P_(270)所论述的杂化方法,推测硫原子的杂化过程为:     

关于多原子分子(离子)空间构型的进一步讨论

本文具体地分析和论述了影响多原子分子(离子)空间构型的多种因素,给出了较为常见的几类空间构型的分子(离子)受其影响的具体情况,并总结了若干规律,对进一步认识和掌握多原子分子(离子)空间构型的复杂性有较大的帮助。 在前文中我们重点讨论了单中心多原子分子(离子)的空间构型与中心原子的等性σ型杂化轨道的相互关系,得出了对于周期系的不同元素,其一定空间构型的分子(离子)形成时,所采用的σ型杂化轨道不一定相同,应根据中心原子的价电子层结构和能量最低原理来确定最可能采用的一组α型杂化轨道的结论。本文则继续讨论中心原子采用不等性σ型杂化轨道、配位体的特性、多重键的生成等多种因素对多原子分子(离子)空间构型的影响情况。     

一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构与成键性质

采用密度泛函理论方法,研究了一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构、成键、稳定性和光谱性质.通过结构优化和振动分析表明,这类含有平面四配位结构单元CB4、SiN4、GeN4、GeB4的分子具有稳定的电子和几何结构.这些稳定体系均存在中心原子与周围4个原子间的共轭π键,其中中心原子C为π电子给体,Si为π电子受体,而Ge可以是π电子受体也可以是给体.对于含平面四配位硅和锗的分子C20H16N4Si和C20H16N4Ge,中心原子采取sp2d杂化方式与周围的N原子形成σ键,而由于C原子价层无d轨道且s和p轨道的能级差相对较小,近似采用sp2杂化与周围的B原子形成多中心σ键.     

主族元素中的 d轨道

论述了d轨道在主族元素σ成键、π成键、过渡态成键中的作用.对成键条件、分子构型、键长和键角作了深入讨论.     

“端点原子”的原子轨道杂化

当前通行的“杂化轨道理论”在说明分子的成键情况和几何构型时,一般只涉及中心原子(处于分子中心位置的原子)的原子轨道杂化,很少讨论端点原子(分子中只与另一个原子相连而不再与其它原子相连的原子)的原子轨道杂化问题。少数教材讨论个别分子的成键情况时,也偶尔提到端点原子的杂化。个别教材提出,参加成键的     

关于多原子分子的中心原子杂化态的推测方法

在无机化学教学中,轨道杂化理论是讨论多原子分子几何构型的一种重要工具。学生在学习这一内容时,常常提出:为什么HgCl_2与CO_2中的Hg和C采取SP杂化,而SnCl_2与SO_2中的Sn和S却采取SP~2杂化?在推测多原子分子的杂化态时,有没有通用的判据或方法?本文仅就这一问题提出一些粗浅的看法。供教学参考。     

有机物的分子结构和同分异构现象

根据共价键理论，有机物的碳原子都是通过杂化轨道与其它原子成键的，通过不同条化方式：可呈四面体形、平面三角形和直线形等，所以，当碳原子之间或碳原子与其它元素的原子成键形成分子时，分子的几何图形是多种多样的。由于分子结构中不对称因素的存在或化学健的旋转受阻，产生构到异构和顺及异构。一定构型的分子，由C－Cσ键的旋转，相同构型的分子又产生了不同的几何图形，这样又有构象异构现象存在。     

NO2大π键量子化学研究

用量子化学从头算MP2、QCISD、CCSD方法结合6-311＋＋G（3df,3pa）基组的计算水平以及休克尔分子轨道（HMO）理论对基态NO2大π键进行了研究。结果显示,基态NO2中氮原子接近sp2杂化。未参与成键的杂化轨道电子占据数约为0．99。大π键中成键电子和反键电子总数均约为3．62,;而自然键轨道（NBO）...     

蔡斯盐及相关Pt(II)配合物中配位键的量子化学研究

在RHF/Lanl2DZ水平从头算的基础上对蔡斯盐及相关Pt(II)配合物PtCl3(X2Y4)-(X=C,Si;Y=H,F)的成键特征进行了细致的分析.用能级位移算符逐步剔除分子片空轨道能级的方法代替分子片轨道冻结,使KSM能量分解的耦合项得以消除.能量分析结果表明,PtCl-3与C2H4成键是由σ供键,σ反馈键与π反馈键组成的,σ供键占主要地位,σ供键与π反馈键的强度比是2.14,σ反馈键的强度大约是π反馈键的一半.PtCl-3与C2F4成键是由σ供键与π反馈键组成的,π反馈键占主要地位,σ供键与π反馈键的强度比是0.80.PtCl-3与Si2H4成键是由σ供键与π反馈键组成的,σ供键与π反馈键的强度比是3.39,σ供键占绝对主要地位.     

蔡斯盐及相关Pt（Ⅱ）配合物中配位键的量子化学研究

在RHF／Lanl 2DZ水平从头算的基础上对蔡斯盐及相关pt(Ⅱ)配合物PtCl3(X2Y4)一(X=C，SiY=H，F)的成键特征进行了细致的分析．用能级位移算符逐步剔除分子片空轨道能级的方法代替分子片轨道冻结，使KSM能量分解的耦合项得以消除．能量分析结果表明，PtCl-3与C2H4成键是由σ供键，σ反馈键与π反馈键组成的，σ供键占主要地位，σ供键与π反馈键的强度比是2．14，σ反馈键的强度大约是π反馈键的一半．PtCl-3与C2F4成键是由σ供键与丌反馈键组成的，π反馈键占主要地位，σ供键与丌反馈键的强度比是O．80．PtClf与Si2n4成键是由σ供键与丌反馈键组成的，口供键与π反馈键的强度比是3．39，σ供键占绝对主要地位．     

VSEPR理论应用问题讨论

本文提出了求算ＶＳＥＰＲ理论中中心原子价层电子对总数的亲方法：探讨了如何运用该理论来判断包括内部存在π键、大π键在内的各种多原子分子的几何构型、中心原子的杂化方式及分子内部的价键结构等问题。     

氮的氧化物空间构型和键合作用

用杂化轨道理论和分子轨道理论阐明了氮的氧化物成键类型,给出了分子空间构型及结构数据的解释。根据中心原子的杂化类型推断或化学键键级的计算,依据分子的空间构型及键长和键角数据分析理论的合理性,得到理论解释与实验数据吻合的结果。     

不等性杂化的概念

针对现行的基础化学教材片面地将不等性杂化归因于弧对电子的影响,而忽视了分子成键情况的影响。本文从量子力学基本原理阐述轨道杂化不是弧立的自由态原子的自身过程,而是外场变化导致的结果,并结合计算说明,分子的成键情况不同,对于中心原子杂化轨道成分的影响必不相同。     

含杂原子共轭分子中电荷分布的计算——在HMO法上加σ键极性校正

休克尔分子轨道法(简称HMO法)是一种最简单的半经验分子轨道方法,主要用于研究共轭分子中的π键。用这个方法所得到的分子中原子的电荷密度只能是靠电荷密度,对于不含杂原子的共轭分子,其中σ键的极性很小;π电荷分布基本上可以反映分子的电荷分布。但是,如果共轭分子中含有电负性较大的杂原子(例如F,O,N,…)时,忽略了σ键     

硫酸的结构和性质

硫酸是三大强酸之一。由于它具有独特的性质,在化学工业中作为重要的基本化工原料而广泛应用。本文拟就中学化学教学的有关问题谈谈硫酸的结构和性质。 1.硫酸的结构 硫酸分子中的SO_4原子团是四面体结构。其中硫酸原子以SP~3杂化形成四个杂化轨道,其中两个杂化轨道为未成对电子占有,另外两个杂化轨道为孤对电子占有。两个未成对电子轨道和两个氧原子的2P轨道形成两个σ共价单键;两个孤对电子分别提供给另外     

判断多原子分子结构的方法 Ⅰ.简单多原子分子结构的判断

本文根据共价鍵理論及最低能量原理提出一个判断多原子分子結构的一般方法,希望能对物质結构課程的教学有所帮助。其具体內容有如下几点: 1. 討論了最低能量原理与热力学及統計力学規律的关系。 2. 提出了一个判断多原子分子結构的一般方法,其要点为:(1)首先可以肯定,在可能条件下分子有自发傾向要尽量形成更多的键,(2)其次可以肯定,在尽量形成更多鍵的基础上,分子必然也有自发倾向尽量使其各鍵的鍵能更大。其判断步骤为:(1)首先判断分子中的σ鍵,(2)其次是判断π键及大π鍵,(3)第三步再判断杂化轨道;(4)最后可检查是否有一些共軛π鍵被遺漏,例如π,P共軛是否只簡单地看作是一些小π键。 3.詳細討論了与各种S-P杂化軌道有关分子的結构。     

共价键长间经验关系的近似模型证明

依据类氢化近似理论和轨道最大重叠原理对原子共价成键提出一个直观的近似物理模型。模型确定:σ键重叠位置是两成键原子p价电子云的最大几率平面相重合的位置,π键重叠位置是两成键原子p价电子云最外极大几率环相接触的位置,构成重键时价电子云重叠取σ键和π键的平均重叠位置。由此计算出来的共价单键、双键和叁键之间的键长关系基本符合共键长间的经验关系。本文模型较之Pauling的弯键模型有较厚实的理论基础。     

XO_4~(n-)型含氧酸根离子的构型和价键结构

文章运用原子轨道杂化理论和分子轨道成键理论，解释了ＸＯ４ｎ－型含氧酸根离了的构型和价健结构（离域π健）。     

应用ABEEMσπ模型确定大分子体系的电荷分布

以密度泛函理论(DFT)和电负性均衡原理为基础，明确处理了双键的结构，发展建立原子一键电负性均衡方法中的σπ模型(ABEFMσπ).本模型将双键划分为一个σ键区域和四个π键区域(每个双键原子各有2个π键区域)，其中，σ电荷中心位于两成键原子之间共价半径之比处；π电荷中心垂直于双键所在平面，置于双键原子上下两侧.本文给出分子中各部分有效电负性的精密公式，以及参数确定方法.并应用该方法简捷快速地计算了C     

离域π键对有机物结构和性质之影响

一、有机物分子中的离域π键(一)离域π键有机物分子中多个原子间有相互平行的 P 轨道时,连贯重迭在一起,构成一个整体,P 电子在多个原子间运动,形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键,称为离域π键或大π键.离域π键大部分由经典结构式中有单键和双键交替连接的那一部分原子组成.这些原子在一个平面上,这样它们在同一平面上的 P 轨道可以相互重迭成键,使电子的活动区域加