如何比较物质中的键角大小?
古田一中 胡嘉谋
含有共价键的物质中相邻两键之间的夹角称为键角。键角是决定物质分子空间构型的主要因素之一。根据价层电子对互斥理论的分析,在高中阶段学习中,影响键角大小的因素主要有三:一是中心原子的杂化类型;二是中心原子的孤电子对数;三是中心原子的电负性大小等。现通过例说如何比较物质中的键角大小。
一、比较不同物质间的键角大小
1.利用常见物质分子的空间构型,直接判断键角大小。
案例1:CO2为直线形(sp杂化)、BF3为平面三角形(sp2杂化)、CH4为正四面体形(sp3杂化)、NH3为三角锥形(sp3杂化)、H2O为V形(sp3杂化)、P4为正四面体形(sp3杂化)等,则键角依次为:180°、120°、109.5°、107.3°、104.5°、60°。任取其中不同物质均可比较键角大小。
说明:CH4与P4都是sp3杂化,但CH4的正四面体中心有C原子,P4的正四面体的体内空心,故二者键角有别。CH4、NH3、H2O均为sp3杂化,但中心原子的孤电子对依次0、1、2对,根据价层电子对互斥理论,斥力为孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对,孤电子对数增多,对成键电子的斥力增大,故三者键角依次减小。
案例2:乙炔C2H2为直线形(sp杂化)、苯C6H6为正六边形(sp2杂化),则分子中的键角分别为:180°、120°。乙烯C2H4为平面形(sp2杂化),由于分子中存在不同共价键,键角不是120°;根据价层电子对互斥理论,知