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怎样分析分子的极性?

分子内存在正、负两极的分子称为极性分子,分子内不存在正、负 两极的分子称为非极性分子。分子是否有极性,其直接原因是分子内 正电荷的中心与负电荷的中心是否重合在同一点上。而这又是由分子的几何对称性、分子内共价键的极性共同决定的。

只有极性键才满足原子间的共用电子对偏向于两成键原子的某一 方,才有可能导致整个分子中正电荷的中心与负电荷的中心不会重合在同一点上,从而成为极性分子。简单地说,极性分子中必然有极性键。但是,有极性键的分子并不一定都是极性分子,也有可能是非极性分子,还需要考虑分子立体构型的几何对称性。

若分子的几何对称性较低,极性键的存在才能导致整个分子中正电荷的中心与负电荷的中 心不会重合在同一点上,从而使分子成为极性分子;若分子的几何对称性较高,即使存在极性键,整个分子中正电荷的中心与负电荷的中心依 然重合在同一点上,该分子依然是非极性分子。由此来看,分析分子是否有极性的焦点集中在分子立体构型的几何对称性上。

简单地说:

1、无论分子中有多少种原子、多少个原子,只要分子有两条或两条以上的对称轴,整个分子中正电荷的中心与负电荷的中心必然重合在同一点上,该分子是非极性分子;

2、无论分子中有多少种原子、 多少个原子,只要分子的对称轴少于两条,整个分子中正电荷的中心与负电荷的中心必然不会重合在同一点上,该分子是极性分子。

例如:

A—A:无极性键,是非极性分子。若从对称性角度看,沿两原子核连线的键轴方向有一条对称轴(任意角度旋转),通过该轴中点垂直 于该轴又有无数条对称轴(每旋转180°重合)。H2、卤素分子具有这种对称性,都是非极性分子。

A—B:仅在沿两原子核连线的键轴方向有一条对称轴(任意角度旋转)。氯化氢分子都具有这种对称性,是极性分子。

直线型分子A— B— A:沿三个原子核连线的键轴方向有一条对称 轴(任意角度旋转),通过b原子垂直于该轴又有无数条对称轴(每旋转180°重合)。如CO2、CS2等具有这种对称性,都是非极性分子; H—C怎样分析分子的极性?C — H具有与此类似的对称性,也是非极性分子。

直线型分子A — B— C:仅在沿三个原子核连线的键轴方向有一条 对称轴(任意角度旋转)。如H—C怎样分析分子的极性?N(分子都具有这种对称性),是极性分子;R一C怎样分析分子的极性?N(形式的分子与此类似),甚至没有对称轴,都是极性分子。

V型分子A—B—A:仅在沿B所成两共价键的角平分线上有一条 对称轴(每旋转180°重合)。如H—O— H、H—S— H分子都具有这种对称性,是极性分子。

V型分子A—B— C:没有对称轴,如H—O— Cl、H—O—Br等分子都是这样,是极性分子;R— O— H形式的醇分子与此类似没有对称轴,也都是极性分子。

平面三角型BF3分子:沿B— F键有三条对称轴(每旋转180°重 合),沿B—F键之间的角平分线有三条对称轴(每旋转180°重合),通 过B原子垂直于分子平面还有一条对称轴(每旋转120°重合)。分子 共有7条对称轴远超过两条,是非极性分子。

三角锥型NH3分子:仅在通过N原子沿三角锥的高的方向有一条对称轴(每旋转120°重合),是极性分子。

正四面体型CH4分子:沿任意C一H键均对称(每旋转120°重合) 这样有4条对称轴,……总计多达7条。CH4、CCl4、CF4、SiF4等分子 都具有这种对称性,都是非极性分子。

CH2=CH2、苯等平面型分子也具有两条或更多的对称轴,也是非极性分子。

(责任编辑:化学自习室)
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