为什么H2O的键角为105°,而H2S的键角却接近90°,它们的杂化类型不是一样的吗

湖南有什么特产2023-04-29  57

杂化类型一样,但你要清楚这个角的大小取决于什么。

它们都是sp3杂化,有两个氢,还有两组电子对。去看一下价层电子对互斥吧,你很快就明白了。

氧的电负性大,氢氧键上的电子靠近氧,它们与氧上的两组对电子互相挤。所以键角更接近sp3的109度28分。硫的电负性不如氧,所以硫氢键的电子离硫较远。于是这两个键就挤不过两组对电子,被挤得更厉害,已经接近90度了。

H2O与H2S:

电负性O>S,O吸引孤对电子的能力更强,

并且S原子的孤对电子在3p轨道,O的孤对电子在2p轨道上

(实际上是sp3杂化轨道,但p轨道来源不同)

二个因素综合,S的孤对电子离核更远、伸展范围更大,

S的孤对电子对S—H成键电子之间的排斥力A更强,导致键角∠HSH被压缩,

所以键角H2O>H2S。

一般的,对于相同周围原子、不同中心原子的结构类似的分子,

中心原子电负性χ越强,键角越大。

H2O与OF2:

电负性F>H,F吸引成键电子的能力更强,考虑OF2分子,

导致O—F成键电子偏向F,使得2对O—F成键电子间距离增大,O—F成键电子间斥力B减小;

所以键角H2O>OF2

一般的,对于相同中心原子、不同周围原子的结构类似的分子,

周围原子电负性χ越强,键角越小。

图中红色字母A、B表示排斥力,仅画出一对孤对电子。

H2S与OF2:

都不相同,难以定性分析比较。

实际上,H2O键角1045°,OF2键角103°,H2S键角92°

PCl3与PF3:

属于上述第2种情况,电负性F>Cl,所以键角PF3<PCl3

因为水分子中中心原子O为sp3杂化,sp3杂化的空间构型为正四面体型,键角应该是10928,O中有两对孤电子对,根据孤电子对相斥理论,H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′而是1045°

请看高中化学《电子对相斥理论》

NH3、H2O、CH4三分子中心原子都是SP3杂化,轨道构型为正四面体,键角相等,CH4中没有孤电子对,NH3中存在1对孤电子对,H2O中存在2对孤电子对,孤对子对数越多,和其他电子发生排斥作用越大,键角被挤压的变小键角越小,这样键角:CH4>NH3>H2O,

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