關(guān)于Lewis結(jié)構(gòu)式、軌道雜化理論與共振式相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)談(教案) 上篇
寫(xiě)在前面
本教案是在我在輔導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中構(gòu)思而來(lái),但是由于條件限制,實(shí)際編寫(xiě)時(shí)手頭一本參考書(shū)都沒(méi)有,因此我對(duì)于很多需要嚴(yán)謹(jǐn)表述的地方都一筆帶過(guò)甚至跳過(guò)不提,一方面是這些內(nèi)容抽象難懂,另一方面就是我不能對(duì)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)容有錯(cuò)誤的表達(dá),以免誤人子弟。實(shí)在做不到的就以讓人聽(tīng)懂為目的,進(jìn)行了通俗化的處理。此外,鑒于本人水平有限,錯(cuò)誤在所難免,希望各位讀者不吝賜教。

第一部分:Lewis結(jié)構(gòu)式簡(jiǎn)介
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Lewis結(jié)構(gòu)式是用來(lái)表達(dá)分子結(jié)構(gòu)的一種形式,一般用線表達(dá)連接原子的化學(xué)鍵,用點(diǎn)表示原子的電子(不過(guò),有機(jī)化學(xué)中書(shū)寫(xiě)Lewis結(jié)構(gòu)式一般不需要標(biāo)出電子,除非在機(jī)理中有所體現(xiàn))。
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有機(jī)物的結(jié)構(gòu)最為基礎(chǔ)的理論:碳四價(jià)學(xué)說(shuō)
那么,何謂“碳四價(jià)”?其中“價(jià)”是什么意思?
這里的“價(jià)”并不是我們傳統(tǒng)意義上的化合價(jià)(或者說(shuō)是氧化態(tài)),而是指的化學(xué)鍵的數(shù)目

所謂碳四價(jià)就是對(duì)于中性的碳原子,一般是成4根鍵
但是C-和C+都成的是3根鍵。需要區(qū)別的是前者是八電子結(jié)構(gòu),后者是六電子結(jié)構(gòu),并不滿足八隅律(當(dāng)然,都不穩(wěn)定)
*對(duì)于極其特殊的碳正離子,可以成5根鍵

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第二部分:基于VB法的軌道雜化理論
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眾所周知,所謂的“原子軌道”是從經(jīng)典物理學(xué)中奉行拿來(lái)主義的舶來(lái)概念,描述真實(shí)的原子核外電子運(yùn)動(dòng)并非用圓形軌道的軌跡,或者說(shuō)電子就并非在一個(gè)經(jīng)典意義上的軌道上運(yùn)動(dòng),而是在區(qū)域中以概率形式描述(所謂概率波就是這玩意)。只是為了習(xí)慣,我們?nèi)匀粫?huì)使用軌道的說(shuō)法。這里我們用來(lái)以數(shù)學(xué)形式描述核外電子運(yùn)動(dòng)軌道的函數(shù)就叫做波函數(shù)。
所謂的“軌道雜化”,用我們剛剛說(shuō)的波函數(shù)概念來(lái)講,就是兩個(gè)或多個(gè)軌道的波函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理后,形成了新的軌道“波函數(shù)”,成為雜化軌道,讓整個(gè)分子享受能量降低的優(yōu)勢(shì)。
簡(jiǎn)言之,雜化軌道就是軌道的混合再分裂。
Exp.
在sp3等性雜化中,s軌道的成分是25%,p軌道的成分是75%
在NH3中,由于N的軌道為不等性雜化,孤對(duì)電子所在的軌道的s軌道成分更多,鍵合電子所在的雜化軌道中則是p軌道成分居多。
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不同形式的軌道雜化,對(duì)應(yīng)著不同的立體構(gòu)型,如下圖
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*本章節(jié)內(nèi)容只是簡(jiǎn)介之簡(jiǎn)介,欲進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,請(qǐng)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)(本科生)和高等物理有機(jī)化學(xué)(碩士生)課程。
**這里可以提醒一下,一般有機(jī)化學(xué)涉及的雜化形式僅限于sp\sp2\sp3