普通化學、6.化學鍵、分子形狀

  6.化學鍵、分子形狀

C-C：σ-bond      C=C：1σ-bond 1 𝝿 -bond       C三C：1 σ bond  2 𝝿bond  (鍵長最短)

原子作用力：

離子鍵：金+非金，組成離子半徑小>熔點高ex NaCl > KCl    NH4Cl NaOH 離子+共價
共價鍵：非金屬共用外層電子，極性共價>不同原子吸引電子力不同
金屬鍵：電子海吸住金屬陽離子

   *陰離子半徑越大   易丟電子 共價性越高；陽離子半徑越小   易拉電子 共價性越高

    *偶極矩：正負電荷分布不均導致，距離長 > 強，(有機注意共振式

分子作用力：(離子鍵)>氫鍵>偶極作用(極性分子) > 凡德瓦(分子量/接觸面積)

   配位鍵：共價電子對由其中一原子供應，路易士鹼供電子給酸  CO:兩個共價一個配位

   氫鍵：強F.O.N配H，偶極作用       H2O NH3 HF偶極=特高熔/沸點 形成DNA螺旋

電負度差異大，電子轉移，接近離子鍵；電負度差異小，電子分布不均，接近極性鍵
 電負度EN 往週期表右上 F 最大4  >非金屬 > C >H > 金屬 > Fr 0.7

極性共價鍵：電負度差異小原子組成的共價鍵

*鍵能：O2-2  <  O2-1  <  O2+  <  O2+2      (越牢固，鍵長短，鍵能大)

八隅律、形式電荷    

*常見不合八隅律  BF3 BeCl2 (中心未滿8)、NO NO2(奇數e-)、PCl5 SF6 (中心超量)

形式電荷(Formal charge)：原有價電子 - 目前電子數 - 連結鍵數  

                                  多一電子-1 ，少一電子+1  ( :O=C 的O>6-2-2=2)

氧化態：大多數分子氫的氧化態為+1，氧的氧化態為-2，化合物離子氧化態與淨電荷相等

                （例外：活潑金屬氫化物，氫的氧化態為-1；過氧化物中，氧的氧化態為-1

   共振：有l.p.，且有共軛雙/三鍵  ，鍵級/共振數，負電荷優先出現在高陰電性原子上

VSPER共價分子形狀    中心A接X和E(未鍵結電子對)  l.P.佔一個軌域   優先讓原子對稱

*  SP：線狀  SP2：平面三角  SP3：三角錐(約109.5度)   注意l.P.孤對電子卡位

  * SP3d : 雙三角錐   SP3d2: 八面體    < (考慮l.p.) 常考辨識

鍵級計算BO= 形成鍵結–破壞鍵結/2  ex:  O2- =1.5  <得e-  O2=2(6A)  丟e->  O2+=2.5

                                                               + +  - -

立體異構：幾何異構>順式反式     ；光學異構：可抵銷的不同旋光性=掌性

結構異構：化學式相同排列不同   ；鍵結異構：不同的lp電子位置 SCN- CN- NO2

中心原子電負度大，鍵角大；旁連原子電負度大，鍵角小   

*非對稱=極性分子     *接F的鍵能高 H-F 565   鹵素鍵能 Cl2 > Br2 >F2(半徑太小) >I2

鍵能計算： 斷的鍵 - △H → 生成的鍵

分子軌域理論(MO理論)：

HOMO(最高占據分子軌域)   LUMO(最低未占分子軌域)

組合原子軌道按照成鍵原則組成分子軌道，比其原子軌道能量低的分子軌道為成鍵軌道；能量高於其原子軌道的分子軌道稱為反鍵軌道；與其能量相近的分子軌道為非鍵軌道  

BO(鍵級)=（成鍵電子數 - 反鍵電子數）/2     BO=0 則不存在    ex: O2=2   O2+ =2.5  

如果分子沒有共振結構，鍵級就是bp數(bounding pair)=鍵結電子對的數量

                                                                     (   N、O  - - ++ ； B、C - + + -  )

     (原子相互吸引的電子分佈就是成鍵軌道，相互排斥的就是反鍵軌道

H2-2 Be2 Ne2 (8A族)不存在  O2 鍵級2.順磁  N2 CO 鍵級3； HF F2 鍵級1 ；O3 鍵級1.5

分子外有未成對電子=順磁性（O2.NO2.B2.N2)，分子沒有未成對電子=反磁性（CO.NO+）

*電子奇數，必順磁性                      背 常考                       反磁性=逆磁性

掌性(chiral)  四個不同基團，有光學活性

                ex:左右手，A與B鏡像後依然不同   ； 非掌性(achiral)  兩張白A4紙

錯合物： 正電荷金屬離子+ 周圍的負電荷基團配位基，部分離子可以溶水增加導電度

錯合物氧化數=中間金屬電荷與配位基總和  ； 氧化數計算參考3.氧化數

配位基：必須要有l.p.(未鍵結電子對)，可以是電中性或負電離子

                配位基結構異構物：分子式相同， 22  24  33

             順(cis空間近)    反(tran空間遠)        ；        經(mer橫切)    緯(fac斜切)

四配位 長方形sp2d   無光學異構               ；   四配位 立體三角錐sp3

Ma2b2   立體異構2                            ；   Mabcd   立體異構2   光學異構1

M(AB)2  立體異構2                            ；   M(AB)2  立體異構2  光學異構1

Mabcd   立體異構3

Ma2bc   立體異構2

常考六配位   sp3d2

Ma4b2        立體異構2   光學異構0

Ma3b3        立體異構2   光學異構0

Ma2b2c2    幾何異構5  (兩個光學相同6-1)  光學異構1

M(AA)2b2 幾何異構2  (兩個光學相同3-1)   光學異構1

常考錯合物中心電子組態

d4：Cr+2  Mn+3         ；d5：Mn+2 Fe+3

d6：Fe+2 Co+3          ；d7：Co+2

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