構型。根據干式氮吹儀離子的外層電子結構中的電子總數,可分為2電子型、8電子型、18 電子型、18+2電子型和9~17不飽和電子型等五種離子電子構型: 2+2+ ①2電子構型:1s,如Li、Be等。 26+2+3+3+4+ ②8電子構型:nsnp,如Na、Mg、Al、Sc、Ti等。 261~92+2+3+2+2+ ③9~17電子構型:nsnpnd,如Mn、Fe、Fe、Co、Ni等d區元 素的離子。 2610++2+2+2+ ④18電子型:nsnpnd,如Cu、Ag、Zn、Cd、Hg等ds區元素的離 4+4+ 子及Sn、Pb等p區高氧化態金屬正離子。 261022+2+3+ ⑤(18+2)電子型:(n1)s(n1)p(n1)dns,如Sn、Pb、Sb、 3+ Bi等p區低氧化態金屬正離子。 離子的電子構型對離子化合物性質的影響較大。如NaCl和AgCl均為由 ++ Cl與+1價正離子形成的離子化合物,但由于Na為8電子構型,而Ag為18 + 電子構
型,兩者的電子構型不同,具有18電子構型的Ag離子比8電子構型的 + Na表現出更強的靜電作用,故兩者性質也不同:NaCl易溶于水,而AgCl難溶于 ++ 水;Ag易形成配合物,而Na卻不易形成配合物。 二、共價鍵 1.共價鍵理論的發展歷史 在柯塞爾提出離子鍵理論的同一時期,美國化學家路易斯(G.N.Lewis)提 出了共價鍵理論,解釋電負性相差較小的元素或同種非金屬的原子之間所形成 的化學鍵。他認為這類原子間可通過共用電子對使分子中各原子具有穩定的稀 有氣體的原子結構。例如: · · · ·· · · · H·· H ·Cll H Cl N…·· ·C· · ·· · · ·· …N · · · · · · 或用短線“ —”表示共用電子對: H—H Cl —Cl H—Cl N≡N 這種原子間靠共用電子對結合起來的化學鍵叫做共價鍵(covalentbond)。通過 第二節 化學鍵和分子結構161 共價鍵形成的化合物叫共價化合物(covalentcompound)。 1927年,英國物理學家海特勒(W.Heitler)和德國物理學家倫敦 (F.L
ondon)首次用量子力學方法處理氫分子結構,在現代量子力學的基礎上說 明了共價鍵的本質,進而發展成現代化學鍵理論。 用量子力學方法處理分子體系的薛定諤方程很復雜,嚴格求解經常遇到困 難,必須采取某些近似假定以簡化計算。由于近似處理方法不同,現代化學鍵理 論產生了兩種主要的共價鍵理論。 一種是由美國化學家鮑林(L.Pauling)和斯萊脫(J.C.Slater)提出的價鍵理 論,簡稱VB法或電子配對法。價鍵理論在討論化學鍵的本質時,著眼點是由原 子形成分子的基礎,即形成化學鍵的原因,以及成鍵原子在成鍵過程中的行為和 作用。價鍵理論指出,若兩個原子各自具有未成對的價層電子,當它們彼此靠近 時,雙方的獨電子就可能彼此自旋配對,成為一對共用電子對。而這對共用電子 對將被限定在兩個原子間的一個局部小區域內運動,在兩個原子中間形成一個 較密的電子云區域,借此把兩個原子緊密的聯在一起,形成一個共價鍵。在 1931年,鮑林和斯萊脫在電子配對法的基礎上,又提
出了雜化軌道理論,以解決 多原子分子的立體結構問題,進一步發展和完善了價鍵理論。 另一種共價鍵理論是由莫立根(R.S.Mul lliken)、洪特(F.Hund)和倫納德· 瓊斯(J.E.LennardJones)在1932年前后提出的分子軌道理論,簡稱MO法。分 子軌道理論的著眼點在于成鍵過程的結果,即由化學鍵所構成的分子整體。一 旦形成了分子以后,成鍵電子不再僅屬于成鍵原子,僅局限于在成鍵原子間的小 區域內運動,而將在整個分子所形成的勢場中運動,其運動狀態和相應的能量可