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超价分子

指数 超价分子

超价分子是指由一种或多种主族元素形成,而且中心原子价层电子数超过8的一类分子。例如五氯化磷、六氟化硫、磷酸根离子、三氟化氯以及三碘阴离子都是典型的超价分子。超价分子的概念最早是由上述几种不符合八隅体规则的分子产生的,而自从超价分子的概念提出以来,就处于不断的争议之中。八隅体规则的例外主要有三种,缺电子分子(例如三氟化硼中心原子价电子数为6)、奇电子分子(例如一氧化氮的价电子数是奇数)和超价分子。利用分子轨道理论可以很好地解释前两种分子,然而对于超价分子,不但结构没有得到公认的解释,甚至定义都处于争论之中。.

目录

  1. 14 关系: 多碘化物奇电子分子三中心四电子键三碘阴离子三氟化氯三氧化硫二氧化硫五氟化氯六氟化硫稀有气体缺电子分子正膦混成軌域未解决的化学问题

多碘化物

多碘离子(英文:Polyiodide)指的是由多个碘原子组成的多原子阴离子,是多聚卤素阴离子的一类。多碘化物指含有多碘离子的化合物。.

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奇电子分子

奇电子分子是指中心原子价层电子数为奇数的分子,它们通常用两种方式来使自身稳定。 首先是成键轨道或非键轨道未填满,例如氢分子离子H2+、二氧化氮可以形成单电子键、三电子键等等。它们可以得电子、失电子或双聚形成较稳定的分子: 其次是反键轨道上电子不成对,例如常见的氧分子就是一个含2个不成对电子的分子,尽管它的总电子数为偶数。.

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三中心四电子键

三中心四电子键是用来解释超价分子中成键情况的一种模型,这些分子包括五氟化磷、六氟化硫、氟化氙以及氟化氢根离子。 也被叫做Pimentel-Rundle三中心模型,因为早在1951年,就发表了相关研究,而该研究是建立在Robert E. Rundle对于缺电子成键研究上的。 这个模型主要研究三个成直线原子间的成键,例如XeF2中的成键情况。该模型使用了三个并排成直线原子轨道来描述直线型的F-Xe-F分子。Xe-F键是由中心原子(Xe)的全满p轨道和轴向原子(F)的两个半满轨道组合而成,包括一个全满的成键轨道,一个全满的非键轨道和一个空的反键轨道。HOMO主要集中在两个端基原子上,对应的现象是在超价分子中端基原子的电负性都很大。其他更复杂的分子,例如PF5和SF4,则相当于采取了一个三中心四电子键外加三个(PF5)或两个(SF4)其他的已知键。而SF6中所有键均用三中心四电子键来解释。 XeF2中的成键情况也可以用以下的路易斯结构的共振式表示: 在这种表述方式中,八隅体规则没有被破坏,每个键的键级为1/2,同样也符合氟原子周围电荷密度增高的试验现象。这种解释和以上通过分子轨道理论的解释基本一致。 在一些描述超价键的比较旧的理论中,一般引用到d轨道。尽管直到2008年,一些初学者层次的大学课本仍然会出现这些理论,但是根据量子化学的计算,因为p轨道(全满)和d轨道(空)之间的能量差别太大,所以d轨道参与程度几乎可以忽略不计。另外需要了解的是,谈论共价键时所讨论的“d轨道”和进行量子化学计算时用到的“d方程”并不是完全相同的。三中心四电子键的理论的优点就是免去了对d轨道的描述,这也是人们接受该理论的原因。.

查看 超价分子和三中心四电子键

三碘阴离子

在化学中,三碘化物有多种含义。它主要指三碘阴离子——I3−,一种由3个碘原子构成的多碘离子。含有这种离子的化合物有三碘化钠、三碘化铊和三碘化铵()。这些化合物中只有单个对应的碘离子。在其他一些化合物中,三碘化物中3个碘原子之间并没有形成共价键,也就是没有形成三碘阴离子。例如三碘化氮 (NI3)、三碘化磷、三碘化锑和三碘化镓 (Ga2I6)。一些阳离子理论上有可能同时形成这两种化合物,三碘化铊被认为是三碘化铊(I),而三碘化铊(III)还未制得。.

查看 超价分子和三碘阴离子

三氟化氯

三氟化氯是无机化合物 ,分子式为ClF3。这种物质气态时为淡黄色,有毒,有强腐蚀性,液态时为黄绿色,一般将其压缩成液体销售。该物质主要的用途是火箭燃料,半导体行业中清洗和蚀刻, 核反应堆加工燃料, 以及一些其他用途。.

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三氧化硫

三氧化硫是一种硫的氧化物,分子式为SO3,有類似二氧化硫的氣味,溶於水中反應成硫酸。它的气体形式是一种严重的污染物,是形成酸雨的主要来源之一。 在673K、1atm下,三氧化硫略有分解并达到平衡(三氧化硫含量99.2%),较低的温度与较高的压力有利于三氧化硫的稳定。但1173K时,三氧化硫完全分解。.

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二氧化硫

二氧化硫,(sulphur dioxide, sulfur dioxide)化学式是SO2。是最常见的硫氧化物。无色气体,有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中,會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。.

查看 超价分子和二氧化硫

五氟化氯

五氟化氯(Chlorine pentafluoride)化學式为ClF5,是氟和氯的化合物,首次合成於1963年。 它具有C4v对称性的四方锥结构已经被高清晰度的19F核磁共振所证实。.

查看 超价分子和五氟化氯

六氟化硫

六氟化硫(化学式:)是一种无色、无味、无毒的气体,不可燃,微溶于水。分子为八面体构型,属于超价分子,无极性。六氟化硫是常用的致冷剂及輸配電設備的絕緣與防電弧氣體,但它也是很持久的温室气体,效果是二氧化碳的22,800倍。.

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稀有气体

--、鈍氣、高貴氣體,是指元素周期表上的18族元素(IUPAC新规定,即原来的0族)。它们性质相似,在常温常压下都是无色无味的单原子气体,很难进行化学反应。天然存在的稀有气体有六种,即氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)。而人工合成的Og原子核非常不稳定,半衰期很短。根据元素周期律,估计Og比氡更活泼。不過,理论计算显示,它可能会非常活泼,并不一定能称为稀有气体;根據預測,同為第七週期的碳族元素鈇反而能表現出稀有氣體的性質。 稀有气体的特性可以用现代的原子结构理论来解释:它们的最外电子层的电子已「满」(即已达成八隅体状态),所以它们非常稳定,极少进行化学反应,至今只成功制备出几百种稀有气体化合物。每种稀有气体的熔点和沸点十分接近,温度差距小于10 °C(18 °F),因此它们仅在很小的温度范围内以液态存在。 经气体液化和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙,而氦气通常提取自天然气,氡气则通常由镭化合物经放射性衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在照明设备、焊接和太空探测。氦也会应用在深海潜水。如潜水深度大于55米,潜水员所用的压缩空气瓶内的氮要被氦代替,以避免氧中毒及氮麻醉的徵状。另一方面,由于氢气非常不稳定,容易燃烧和爆炸,现今的飞艇及气球都采用氦气替代氢气。.

查看 超价分子和稀有气体

缺电子分子

缺电子分子或缺電子化合物,指分子中的价电子数少于其形成正常共价键所需电子数的化合物。 例如:.

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正膦

正膦(IUPAC名稱:λ5-phosphane)是有機化學中的官能基,其中含有5價的磷,其通式為PR5。其對應的氫化物是不穩定的PH5分子。其衍生物五苯基-正膦(pentaphenylphosphorane,Ph5P)是穩定的。 正膦是,頂上的二個鍵較其他的鍵要長。因為有未鍵結的分子軌域,因此是超价分子,就像分子五氟化磷一樣。 有R3P.

查看 超价分子和正膦

混成軌域

混成軌域(Hybrid orbital)是指原子軌域經混成(hybridization)後所形成的能量简并的新轨道,用以定量描述原子間的鍵結性質。與價層電子對互斥理論可共同用來解釋分子軌域的形狀。混成概念是萊納斯·鮑林於1931年提出。.

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未解决的化学问题

未解决的化学问题往往指以下这些类型的问题:“我们能制备某种化合物吗?”、“我们能分析它吗?”、“我们能提纯它吗?”等等。这些问题通常都能很快解决,但可能需要付出相当大的努力才行。然而,一些问题有着很深的内涵。本文旨在介绍化学研究的中心领域仍未解决的难题。当某个领域的专家认为该问题未解决,或者几位专家不同意某问题的解释时,该问题会被视作未解决的化学问题。.

查看 超价分子和未解决的化学问题

亦称为 超价化合物。