雜化軌道理論是用來解釋還是推測分子空間構型,如果不是推測的話,怎麼去推測分子空間構型?

時間 2021-06-08 17:19:07

1樓:rreedd

VSEPR是給小同學們解課後作業用的,這個就不多說了。

我來試試嚴(dan)肅(teng)地回答一下這個問題。

「怎麼去推測分子空間構型?」

我大概思考了一下這個問題,從「推測」這個目的來看,最基本的依據只能是資料,而且一般情況下是實驗資料。

首先乙個穩定的分子結構一定是能量的乙個極小點。然後分子的空間結構可以分成鍵合、點群、細節3個層次。

先設想最基本的情況,只知道目標的分子式(如果這個都不知道,推測空間構型基本就無從談起了。。),那麼首先需要推測是是分子中原子的鍵合方式。

舉個栗子,比方說推測CO2的空間結構,你首先要推測CO2的中各原子的鍵合方式,比如一下就能想到的COO, OCO, 以及環形COO三種。

然後在此基礎上推測分子的空間結構,就此例來說,由於只有3個原子,故分子一定是平面結構的。以OCO鍵合形式為例,進一步思考,分子有沒有可能是直線型結構呢?(當然這是句廢話。。)

那麼分子有沒有可能是非直線結構呢?我們設想OCO分子為折線形結構,此時腦洞思考

分子能量隨OCO鍵角的變化趨勢,如果存在乙個鍵角,使得其對應的結構比鍵角稍微變化後對應的結構能量更低,則OCO分子有可能存在這種這種空間構型(當然,這一過程完全可以通過計算化學的方法來實現)。

腦洞結束後自己大概就能對這乙個分子一共可能有幾種可能的空間構型有乙個主觀的認識,當然乙個分子本身就有可能有多個穩定的結構,乙個分子式對應的空間結構就更為多樣(這就是同分異構體,VSEPR?開什麼玩笑。。)。

題主不妨自行嘗試分析一下COO和環狀COO的空間構型。

分割線所以說只給分子式,推測分子空間結構是一件十分蛋疼的事情。

當然,構象異構體和其他同分異構體相比內涵上又是完全不同的,前者在很多情況下可以認為是一種物質,既然是一種物質,我們就可以通過純淨物來從實驗上推測其空間結構。

所以為了推測乙個分子的空間結構,我們往往需要更多的實驗資料,也就是常常說到的「表徵」。這包括常見的光譜手段(紅外拉曼,紫外可見,核磁共振,光電子能譜等等),也可以是探索分子物理化學性質的表徵(比如熔沸點、溶解性、折光率、旋光性、電勢等等)或者純粹的合成實驗等等,利用這些資訊我們就能更容易地確定分子的空間結構。

很多晶態的固體物質是可以借助單晶X射線衍射實驗較為直接地確定空間結構的。

當然,實驗有實驗方法的侷限性,構象異構體就是乙個很大的坑。。

分割線以上。我們通過舉例已經知道了推測CO2分子的常見思路和方法,那麼問題來了:

題主不妨試試推測一下CO3, CO4, CO5, CO6...等分子的空間結構 →_→

2樓:劉H-B

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