影響分子中鍵角大小的因素

1、影響分子中鍵角大小的因素 影響分子中鍵角大小的因素鍵角為某原子，與另兩個(gè)原子所成共價(jià)鍵間的夾角。是表示分子空間構(gòu)型的基 本參數(shù)之一。 一、中心原子雜化類型對鍵角大小有決定性的影響中心原子采取不同的雜化形式時(shí)，其等性雜化軌道的空間分布情況及雜化軌道之間的夾角是各不相同的。這是決定鍵角大小的最根本的原因。 由雜化理論很容易得到如下的結(jié)果：所以，比較分子中鍵角的大小，第一步就是用價(jià)層電子對互斥理論來判斷其中心原子的雜化類型。上表的由前（左）到

2、后（右）的順序就基本是一個(gè)鍵角逐漸減小的順序。例 1，對 CH4、BF3、CO2 這一分子序列，中心原子分別為 sp3、sp2 和 sp 雜化，它們對應(yīng)的鍵角為 109°28′、120°、180°，鍵角會依次增大。 當(dāng)然，對于后 3 種雜化類型（總配位數(shù)大于 4 的分子或離子）來說，情況要稍微復(fù)雜一些。還要考慮孤對電子的分布情況，以判明各原子的相對位置、清楚所討論夾角究竟是由哪兩個(gè)具體的共價(jià)鍵構(gòu)成的。例 2

3、，XeF2 分子或 I3-離子，中心原子的總配位數(shù)都是 5，采取的都是 sp3d 雜化，還都各有 3 個(gè)孤電子對。在 5 個(gè)雜化軌道中，位于三角錐形腰部的 3 個(gè)雜 化軌道都要被孤對電子占據(jù)[1]，這樣，兩個(gè)配原子（其余的 F 或 I）只能分別位于三角雙錐兩個(gè)相對的頂點(diǎn)（如下圖一所示）。這樣∠F-Xe-F 及∠I-I-I 都 只能為 180°，而不可能是 90°或 120°。二、中心原子孤電子對數(shù)目對鍵角的

4、影響在中心原子雜化類型相同時(shí)、由于其配原子的個(gè)數(shù)可能不同，也就是孤電子對 數(shù)目會有區(qū)別，這時(shí)鍵角也會是有區(qū)別的。這是由于中心原子的孤對電子的電子云肥大，對成鍵電子對有較大的排斥力，所以孤對電子能使成鍵電子對彼此離得更近，鍵角被壓縮而變小。且中心原子 的孤電子對數(shù)越多，鍵角會變得越小[2]。 例 3， NH3、 NH2OH、 NH2(CH3)、 NHF2、 NF3、 NF2(CH3)， 鍵角 107.1°、 107&

5、#176;、 105.9°、 102.9°、102.4°、 101°些。所以?！螼-C-Cl 鍵角要大于∠Cl-C-Cl 鍵角（如圖三） 六、孤電子與孤電子對對鍵角的影響不同 奇分子（有成單電子的分子）是很少遇到，但有可能遇到的一種特殊的分子。 由于奇分子的中心原子有一成單的孤電子，與組成和它基本相同、只是比它多一個(gè)電子的物種來比較，成單電子對成鍵電子的排斥力應(yīng)該是小于孤電子對-成 鍵電子對間的排

6、斥力的。例 5.比較 NO2+、NO2、NO2-物種中∠O-N-O 鍵角的大小?？梢圆捎萌缦碌谋砀駚韼椭覀兊姆治?。也就是說有 NO2+、NO2、NO2-的∠O-N-O 鍵角依次減小的順序。實(shí)測數(shù)據(jù)也證明了這一點(diǎn)。但另人意外的是：NO2 的鍵角不但不比 120°小一些，還比 120°大了許多?？磥?，對相鄰電子對間斥力大小的比較，不應(yīng)該僅有：孤電子對-孤電子對＞孤電子對-成鍵電子對＞成鍵電子對-成鍵電子對。還應(yīng)再補(bǔ)充上

7、一部分“＞成單孤電子-成鍵電子對”。這樣的序列才算完整。 七、配體體積對鍵角的影響當(dāng)配體基團(tuán)的體積較大時(shí)，基團(tuán)電子云占據(jù)的空間也會相應(yīng)增大，對相鄰的鍵也會有很強(qiáng)的排斥作用。 如上面的例 3 中的 NH3、NH2OH、NH2(CH3)，∠H-N-H 鍵角依次減小。而對 NF3 與 NF2(CH3)，也是后者的∠F-N-F 鍵角更小。這似乎說明體積更大些的(CH3)的排斥成鍵電子對的能力要強(qiáng)于(OH)、更強(qiáng)于 H原子；說明(CH3)的排斥成

8、鍵電子對的能力甚至于要強(qiáng)于 F 原子。 八、比較鍵角大小的方法 從上面幾方面的比較可以看出，這幾個(gè)影響鍵角的因素都是有條件的，在影響 鍵角的能力方面也是有區(qū)別的。在一般情況下，應(yīng)該先從中心原子的雜化類型來入手。因?yàn)殡s化類型決定了分子的基本構(gòu)型。 在中心原子雜化類型相同的情況下，次之的就是，應(yīng)從孤對電子的數(shù)目來考慮 問題。判斷的依據(jù)是：孤電子對-成鍵電子對間的斥力＞成鍵電子對-成鍵電子對間的斥力＞成單孤電子-成鍵電子對間的斥力（當(dāng)有奇分子