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键角介绍(键角键角与分子构型)

来源: 时间:2023-06-11 03:54:46

  键角是指在分子中,一个原子与其他两个原子形成的两个化学键之间的夹角叫做键角。键角是反映分子空间结构的重要因素之一。从原则上说,键角可以用量子力学近似方法计算出来,但对复杂分子,但实际上键角还是通过光谱、衍射等结构实验测定的。

  中文名:键角

  定义:分子内键与键的夹角

  研究:分子

  外文名:bond angle

  应用学科:化学

  同类名词:键能、键矩、键级

  键角键角与分子构型

  键角是共价键方向性的反映,与分子的形状(空间构型)有密切联系。例如,水分子中两个H—O键之间的夹角是104.5°,这就决定了水分子的角形结构。一般知道一个三原子分子中键长和键角的数值,就能确定这个分子的空间构型。二氧化碳分子中C—O键长是116pm,两个C—O键的夹角是180°,二氧化碳是直线型分子。对于4个原子以上的分子,除知道键长和键角以外,还需知道两面角,方可确定其空间构型。如甲烷分子中4个C—H键等长,每两个C—H键间的夹角都是109°28′,每两个H—C—H平面之间的两面角都是120°,甲烷是正四面体型分子。氨分子中两个N—H键间的夹角是 107°18′ ,N—H键长是101.9pm,是三角锥形分子。周期表中第VA族元素与卤素(X) 或H所形成的AB3型化合物均为氨分子状结构,仅键长、键角大小有异。

  周期表中,同族非金属元素的氢化物或卤化物,组成相似,分子结构相同,例如第ⅣA族元素形成的CH4、CCl4、SiH4、SiF4等,它们的分子均是正四面体结构。又如氧族的氢化物H2O、H2S、H2Se等,它们的分子均是V形结构。还有BF3、BCl3、SO3……键角120°只能是平面三角形(正三角),就是三角形顶点各有一个原子,中心原子处于三角形的重心,例如正六边形的每个内角都是120度,苯的结构就是正六边形。

  键角会受分子内的结构改变的影响,如在NH3中,键角本应为109°28′,但由于N有一个独立电子对,因此压迫N原子,使键角减小,为107°18′。理论上可用量子力学近似方法算出键角,实验上是用X射线衍射法或分子光谱法精确测定键角。

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