普通化學(xué)輔導(dǎo)：化學(xué)鍵，分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)

　　1. 不是4s比3d(21號元素以前)能量低嗎?為什么是3d與3s,3p雜化，而不是4s?

　　答：這個問題提得很好――或許很多同學(xué)都有類似的疑問。

　　關(guān)于軌道的雜化，一般認為能量相近的原子軌道才能參與雜化。但是能量并不是唯一決定的因素，所形成的分子的對稱性(關(guān)于對稱性的問題在此就不能展開了)對于參與雜化的軌道的選擇一樣會有影響，所以隨著課程的深入，您將會發(fā)現(xiàn)不光有s-p-d(如3s、3p、3d)類型的雜化，還有d-s-p(如3d、4s、4p)類型也可以雜化，結(jié)果無非都是為了形成一定對稱性的分子結(jié)構(gòu)。

　　另外我必須提醒大家，雜化軌道理論往往是經(jīng)驗性的――本質(zhì)上是先有物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，后有雜化軌道理論――雜化軌道理論的提出，目的是為了解釋某些物質(zhì)結(jié)構(gòu)，至于實際形成分子的過程中是否真的經(jīng)過“雜化”這一過程我們不得而知了(至少到目前還只是個假想過程)。

　　2. 雜化理論中能量相近的才能雜化，是或同層之間?在C2H2中2個pi鍵能量相同?

　　答：Pauling通過對大量分子結(jié)構(gòu)的總結(jié)后提出雜化軌道理論。該理論規(guī)定：能量相近的軌道才能發(fā)生雜化。其中能量是最重要因素。我們知道，影響體系能量的因素除參與雜化的軌道能量之外，也包括中心原子周圍配體的排布情況。

　　因此，C2H2中的兩個C采用sp雜化，雜化后生成兩個sigma鍵，剩余兩個p電子生成兩個pi鍵。兩個pi鍵是等價的。

　　3. 關(guān)于共價鍵的幾種理論是統(tǒng)一的還是互斥的?苯的結(jié)構(gòu)該用共振還是大pi鍵解釋?

　　答：實際上化學(xué)鍵的概念建立以后，也在不斷發(fā)展的完善。

　　傳統(tǒng)的“化學(xué)鍵”是定域在某兩個原子之間的。隨著人們認識的深化，發(fā)現(xiàn)化學(xué)作用并不僅存在于兩兩原子之間，即電子是離域的，這就有悖于傳統(tǒng)化學(xué)鍵的概念―― 在舊的理論出現(xiàn)問題，而新的理論還沒有被提出或者沒有被廣泛接受之前，人們還是更樂意于采用“折衷”的方案：對原有理論進行修正。――況且傳統(tǒng)化學(xué)鍵理論有其合理的成分，比如圖象往往清晰而且直觀，為化學(xué)家們所熟悉，化學(xué)家們都樂于采用。

　　正是在這種情況下，Pauling提出了“共振論”――試圖以定域的電子圖象來解釋本質(zhì)上是“電子離域”的問題(因為當(dāng)時還沒有電子離域的概念)。

　　等到人們認識了電子離域這一現(xiàn)象的普遍性，才提出了“大Π鍵”的概念，合理的解釋了離域電子的問題，有助于完善價鍵理論(這是對化學(xué)鍵概念的深化)。

更多信息請訪問：結(jié)構(gòu)工程師頻道    結(jié)構(gòu)工程師論壇

?2009年結(jié)構(gòu)工程師考試時間：9月19、20日
?08年考試規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn): 2009年一級結(jié)構(gòu)工程師考試網(wǎng)上遠程輔導(dǎo)招生簡章!
?09年結(jié)構(gòu)工程師老師輔導(dǎo)，現(xiàn)在報名可贈07、08年課程！ 

　　所以對于苯的結(jié)構(gòu)用大Π鍵解釋就更合理一些――不過我們也要看到無論是共振論，還是這種“離域鍵”的概念,初衷都是一樣的，差別在于對同一個問題進行描述的角度不同。

　　當(dāng)然如果從分子軌道理論(MO)的角度考慮，分子中所有電子本質(zhì)上都是離域的――這個方法在現(xiàn)有處理分子的手段中是最嚴(yán)格的。(只是用這種方法往往不能非常直接地得到原來那種有確定結(jié)構(gòu)的分子圖象)

　　4. 我們在課上既學(xué)過由晶格能判斷離子晶體熔點，也講了由離子極化來考慮，可兩者的判斷標(biāo)準(zhǔn)似乎是相反的，因為正離子電荷越高，半徑越小，則形成晶體晶格能越大，熔點應(yīng)升高，可同時其極化能力也越大，向分子晶體過度，熔點又似乎應(yīng)減小，請問應(yīng)如何綜合考慮這兩方面來進行判斷呢?謝謝!

　　答：晶體的晶格能與正負離子的電荷成正比，與正負離子的距離成反比。因此當(dāng)我們看教材中表12.1時，可以得到與離子極化相同的結(jié)果。

　　注意：離子極化通常是比較相同陽離子的化合物或相同陰離子的化合物，這樣才能得到有規(guī)律的結(jié)果。

　　5. 請問：

　　如果對一個分子用分子軌道理論(離域PI鍵)分析

　　是否就不用考慮八隅體規(guī)則了?

　　答：分子軌道不考慮Lewis結(jié)構(gòu)。特別對于離域電子體系，我們不能確定電子究竟屬于誰。

　　6. 我們課本(《普通無機化學(xué)》)中在寫出分子結(jié)構(gòu)時都沒有標(biāo)出配位鍵，算不算是正確地應(yīng)用價鍵理論呢?

　　答：嚴(yán)格地講，應(yīng)當(dāng)標(biāo)出配位鍵的方向。但是的確很多教材都只用一個短線而不用箭頭。我們認為這兩種表示都是對的。