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柏拉图立体 

一、分子结构的测定方法之一——红外光谱法

分子中不同的化学键会吸收不同频率的红外线能量。

当一系列频率的红外光线经过分子时，会在某些频率上产生能量吸收，记录成红外光谱图。

将它与已有谱图库比对，就能知道分子中有哪些化学键，从而确定分子结构。

【例】

上图为乙醇的红外光谱图谱，可以看出乙醇分子中有C-O、C-H、O-H等，再根据乙醇的分子式C₂H₆O，推理出乙醇的结构简式为CH₃CH₂OH。 

二、多样的分子空间结构

分子的空间结构是指分子中原子的几何关系和形状。

其它的一些分子的空间结构如下图：

P₄为正四面体形，SF₆为正八面体形，B₁₂为正二十面体形，PCl₅为三角双锥形。

三、价层电子对互斥模型

（如果会写一些简单分子的电子式，价层电子对互斥模型学起来会容易一些。）

1、互斥

（1）二力互斥：当两只飞鸟被绳拴着，向相反的方向飞时，绳会被拉成一条直线。

（2）三力互斥：当三只飞鸟被绳拴在一个点，向相反的方向飞时，绳会被拉成一个平面。

（3）四力互斥：当四只飞鸟被绳拴在一个点，向相反的方向飞时，绳会被拉成一个四面体形结构。

而每一只鸟，在分子结构中，就相当于是某个中心原子周围的一对孤电子对或两个原子之间的共用电子对（不一定是一对）。

2、价层电子对互斥模型（VSEPR model）

（1）价层电子对数：分子中的中心原子与结合原子之间的σ键电子对数和孤电子对数之和。

σ键电子对数的算法：中心原子周围有几个原子，就有几个σ键电子对。

孤电子对数的算法：(中心原子的价电子数-周围原子成键需要的电子数)/2。

【例】HCN分子中，C周围的σ键电子对数为2，孤电子对数为(4-1-3)/2=0，C周围的价层电子对数为2+0=2。

【注意】对于阳离子来说，中心原子的价电子数要减去电荷数（绝对值）。对于阴离子来说，中心原子的价电子数要加上电荷数（绝对值）。

（2）价层电子对数与VSEPR模型之间的关系

（3）VSEPR模型与分子空间结构模型之间的关系

分子空间结构模型是VSEPR模型去掉孤电子对后的空间形状。

下面是四种分子的VSEPR模型：

下面是四种分子的空间结构模型：

 【例】推理ClO₃^－的空间结构模型

①ClO₃^－的Cl原子的价层电子对数：

σ键电子对数为3，孤电子对数为(7+1-3╳2)/2=1，C周围的价层电子对数为3+1=4。

②ClO₃^－的VSEPR模型为四面体形。

③ClO₃^－的空间结构模型为三角锥形。

四、杂化轨道理论简介

这是解释分子立体结构的另一种理论。

1、为什么提出杂化轨道理论？

原子周围的4对电子，有一对是s轨道的，有三对是p轨道的，它们的空间分布状态并不相同。而我们实际测得的CH4的立体构型是正四面体形。这说明C周围的四对电子的空间分布是完全相同的。

为了解决这个问题，鲍林提出了杂化轨道理论。

2、杂化轨道理论

（1）在成键的过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新原子轨道，这种轨道重新组合的方式称为杂化，杂化后形成的新轨道称为杂化轨道。

（2）杂化轨道有利于原子轨道间最大程度地重叠，所以杂化轨道比原来轨道的成键能力强。杂化轨道之间在空间中取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，形成的键较稳定。

3、杂化类型

（1）若有一个s轨道与三个p轨道发生杂化，则叫sp³杂化。如H₂O、NH₃、CH₄。

以CH₄中C原子的sp³杂化为例

sp³杂化需要4个轨道，2s能级和2p能级上共4个轨道都参与杂化。

（2）若有一个s轨道与两个p轨道发生杂化，则叫sp²杂化。如C₂H₄、HCHO、BF₃。

以C₂H₄中C原子的sp²杂化为例

sp²杂化需要3个轨道，2p能级上要保留1个轨道和1个电子用于形成π键。

（3）若有一个s轨道与一个p轨道发生杂化，则叫sp杂化。如C₂H₂、CO₂、HCN。

以C₂H₂中C原子的sp杂化为例

sp杂化需要2个轨道，2p能级上要保留2个轨道和2个电子用于形成2个π键。

（4）若有一个s轨道与三个p轨道、一个d轨道发生杂化，则叫sp³d杂化，如PCl₅。（次外能层全充满时）

（5）若有一个s轨道与三个p轨道、两个d轨道发生杂化，则叫sp³d²杂化，如SF₆。

（6）还有dsp³、d²sp³等杂化方式。

d写在前面，指上一能级的d轨道与下一能级的s轨道、p轨道进行杂化。（次外能层没有全充满时）

d写在后面，指同一能级的s轨道、p轨道、d轨道进行杂化。（次外能层全充满时）

4、杂化轨道数目推理与杂化类型的推理方法

价层电子对数=杂化轨道数目。