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化学竞赛专题讲座 胡征善 二、共价粒子的空间构型（分子结构） Lewis结Lewis结构 令共价粒子中所有原子价层电子数为8（H为2）时的电子总数为n0，实际各原子价层电子数之和（加阴离子的电荷数、减阳离子的电荷数）为nv，则：n0—nv)/2 其中n0—nv== ns共用电子数 2．依上述要求写出各种Lewis结构式（以点线式表示），并用形式电荷QF对其稳定性进行判断： QF == nv—nr（孤对电子数）—ns == 某原子所形成的价键数—该原子的单电子数（碳C为4） 8—该原子价电子数 a.各原子的QF为零的结构最稳定； b.若相邻原子的QF≠0时，通常是 ①QF要小；②非金属性强（电负性大）的原子QF＜0，另一原子QF＞0为稳定结构； ③相邻原子的QF为同号则不稳定，但N2O4例外。 （二）共振论 共价粒子若有不只1个相对合理的Lewis结构式表示，在不改变原子的相对位置时，变换价键表示形式，用 表示，粒子的真实结构看作是这些Lewis式的“混 合”。则粒子中的价键特征平均化，且体系能量低于每个共振体的能量。 （三）键级 【1】 N2F2有三种异构体（已合成了2种）、N4H4（H化学环境完全相同），写出它们的Lewis式并讨论其稳定性。 N2F2 ： N4H4： 【例2】确定 中S—N键的键长。 因为：n0 = 6×8 = 48 ， n v= 3 ×6 + 2×5 + 7—1 == 34 所以：共价键数==(n0—n v)/2 ==(48—34)/2 = 7 较稳定 最稳定（S=N键的键长最短） （四）特殊粒子 1．奇电子数的粒子 NO2： ：为三电子键，相当于双键。 2．缺电子粒子 BF3： [n0 = 4×8 == 32 ， n v= 3×7 + 3 == 24， 共价键数 ==(n0—n v)/2 ==(32—24)/2 == 4 ] 键级： 键级： 1 3．富电子粒子 POCl3： 中心原子P，若不修正，仍为8电子型；若修正为10电子型，则有 （1）不修正时，n0 = 5×8 == 40 ， n v= 3×7 + 6 + 5 == 32， 共价键数==(n0—n v)/2 ==(40—32)/2 ==4 （2）修正后，n0 = 4×8 + 10 == 42 ， n v= 3×7 + 6 + 5 == 32， 共价键数 ==(n0—n v)/2 ==(42—32)/2 == 5 【例3】NSF是一种不稳定的化合物，它可以聚合成三聚分子A，也可以加合一个F—生成B，还可以失去一个F—变成C。 （1）试写出NSF和产物A、B、C的Lewis结构式。 （2）预期A、B、C中哪一个N—S键最长？哪一个N—S键最短？为什么？ （3）假设有NSF的同分异构体存在[SNF]，请按照（1）、（2）内容回答问题。 【解析】（1）先计算出NSF的共价键数： ① 若不修正， n0 == 3×8 == 24 ，n v== 5 + 6 + 7 == 18， 共价键数==(n0—n v)/2 ==(24—18)/2 == 3， ② 若将S修正为n0 = 10，则NSF的Lewis的结构式为N≡S—F，其中N、S、F的形式电荷均为0。 A （2）从A、B、C的结构看，C的N—S键最短，因为N—S之间为共价叁键，A、B结构中N—S之间都为共价键，但A中存在离域π键，