键角大小怎么比较？.doc

学生疑问：1、为什么NH3的键角是107, NF3的键角是102.5？答题思考方向- 配原子电负性对键角的影响， 相邻的两个成键电子对远离中心原子时、相互间的斥力会变小。2、为什么NH3的键角是107, PH3的键角是93.6？答题思考方向-中心原子电负性对键角的影响，成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间的斥力要变大，老师归纳：影响分子中键角大小的因素键角为某原子与另两个原子所成共价键间的夹角。一、中心原子杂化类型对键角大小有决定性的影响中心原子杂化类式是决定键角大小的最根本的原因。上表由前（左）到后（右）的顺序就基本是一个键角逐渐减小的顺序。 例1，对CH4、BF3、CO2这一分子序列，中心原子分别为sp3、sp2和sp杂化，它们对应的键角为10928、120、180，键角会依次增大。二、中心原子孤电子对数目对键角的影响由于中心原子的孤对电子的电子云肥大，对成键电子对有较大的排斥力，所以孤对电子能使成键电子对彼此离得更近，键角被压缩而变小。且中心原子的孤电子对数越多，键角会变得越小2。例2，对H2O、NH3、CH4分子系列。这3个分子的中心原子采取的都是sp3杂化，但孤电子对数不同。其孤电子对数分别为2、1、0.。在H2O分子中，键角要受2个孤电子对的压缩，键角应该会最小。这就导致出推断：该序列是一个键角逐渐增大的序列。可查得它们的键角分别是104.5、107.1、109.5。三、配原子电负性对键角的影响当同一种原子中心原子种类相同、杂化类型也相同，而配原子种类不同时，由于配原子的电负性不同，会使键角有区别。因为当相邻的两个成键电子对更靠近中心原子时、相互间的斥力会增大。反之，当相邻的两个成键电子对远离近中心原子时、相互间的斥力会变小。例3，将NF3与NH3比较，中心原子都是N原子、且都为sp3杂化，但因为F原子的电负性大于H原子，使成键电子离N原子更远，两个N-F键间的斥力减小、可以靠的更近，所以其键角更小。实际上：NH3的键角是107,NF3的键角是102.5.对常遇到的H2O与OF2分子的键角和极性比较，也可照上例来判断。四、中心原子电负性对键角的影响当同主族中心原子种类不同，但杂化类型相同、且配原子种类相同时，中心原子的电负性大，成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间的斥力要变大，键角要变大。反之，中心原子电负性小的分子，成键电子对要远离中心原子，成键电子对间的斥力要变小，键角要变小。例5，比较典型的例子是H2O与H2S的键角。通常认为其中的O与S原子都采取了sp3杂化，都有2个孤电子对。但O原子的电负性大，键角应该H2O比H2S中的键角大。又例如：PH3的键角是96.3，NH3键角是107五、单键与重键对键角的影响不同在同一个分子中，与单键相比较重键的成键电子数目要多一些，对另一单键电子对的斥力也要更大些。重键的存在，可使其相邻的由单键组成的键角变小。例6，在COCl2分子中，C原子为sp2杂化。虽然等性sp2杂化的键角是120。但由于C原子与O原子间以双键C=O结合，该双键对C-Cl键的斥力要更大些。所以。O-C-Cl键角要大于Cl-C-Cl键角六、孤电子与孤电子对对键角的影响不同奇分子（有成单电子的分子）是很少遇到，但有可能遇到的一种特殊的分子。由于奇分子的中心原子有一成单的孤电子，与组成和它基本相同、只是比它多一个电子的物种来比较，成单电子对成键电子的排斥力应该是小于孤电子对-成键电子对间的排斥力的。例7.比较NO2+、NO2、NO2-物种中O-N-O键角的大小。可以采用如下的表格来帮助我们的分析。也就是说有NO2+、NO2、NO2-的O-N-O键角依次减小的顺序。实测数据也证明了这一点。但令人意外的是：NO2的键角不但不比120小一些，还比120大了许多。例2， NH3、 NH2OH、 NH2(CH3)、 NHF2、 NF3、 NF2(CH3)，键角 107.1、 107、 105.9、 102.9、102.4、 101在这一系列NX3分子中，N原子均为sp3杂化，N原子都是以共价结合了3个原子（或原子团），都有一个孤电子对。它们的X-N-X键角都接近109.5，并均略小于该数值。（以上N原子均为不等性sp3杂化。）对相邻电子对间斥力大小的比较：孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对-成键电子对成单孤电子-成键电子对”。七、配体体积对键角的影响当配体基团的体积较大时，基团电子云占据的空间也会相应增大，对相邻的键也会有很强的排斥作用。如上面的例3中的NH3、NH2OH、NH2(CH3)，H-N-H键角依次减小。而对NF3与NF2(CH3)，也是后者的F-N-F键角更小。这似乎说明体积更大些的(CH3)的排斥成键电子对的能力要强于(OH)、更强于H原子；说明(CH3)的排斥成键电子对的能力甚至于要强于F原子。八、比较键角大小的思考程序:（高中阶段）一看中心原子杂化类型，二看中心原子的孤电子对数，三看中心原子的电负性大小。