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关于共价键的计算

来源:未知作者:甑炳杨 点击:所属专题: 共价键

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在物质结构中,关于共价键的计算常常使学生感到棘手,不知所措。其实,共价键是由共用电子对产生的,故共价键的计算从成键电子对人手,就能较 深刻地理解和分析了。下面仅就几例加以分析。 例1 :C m H n 分子中共有多少共价键,其中C-C 键为多少个? 分析:在烃分子中C

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在物质结构中,关于共价键的计算常常使学生感到棘手,不知所措。其实,共价键是由共用电子对产生的,故共价键的计算从成键电子对人手,就能较 深刻地理解和分析了。下面仅就几例加以分析。

例1 :CmHn分子中共有多少共价键,其中C-C 键为多少个?

分析:在烃分子中C和H的最外层电子均参与成键,所以成键电子共为4m+n,两个电子成一个 键,故总键数为(4m+n)/2,在分子中每个氢原子成 —个C-H键,共有C-H键n个,其余为C-C键, 所以 C-C 键为(4m+n)/2-n=2m-n/2.

例2:在具有支链的碳数为m的饱和一元醛中 C-C键数为多少?

分析:饱和一元醛的分子式为CmHmO,碳碳键等于总键数减碳氧双键再减碳氢键数,按成键电子 数计算,总键数为(4m + 2m + 2)/2 = 3m + l,于是就有 C 一C 键=(3m + l)—2 — 2m=m — 1.

例3:碳-60是碳的另一种同素异形体,其分子是每个碳原子与相邻的三个碳原子成键而相互连 成的一种球形结构,故被称为足球烯。已知每个碳原 子均成四个键,求一个碳-60分子中共有共价键多少个,其中双键多少个,单键多少个,分子共有多少个边?

分析:由题意知60个碳原子每个均成四个键, 所以每个碳原子都有四个电子参与成键,则总键数 为 60×4/2=120。

因每个碳原子只与相邻的三个碳原子成键,而 每个碳原子又成四个键,故可想象出:每个碳原子的 四个最外层电子其中有两个分别与其他两个原子成 单键,另外两个电子与另一个原子成双键。故成双键 的电子数为60×2,每4个电子成一个双键,则双键 数为 60 ×2/4=30,单键数为 60 × 2/2 = 60。

分子的边即为所成的单键和双键,所以边数为60 + 30=90.

例4:晶体砸的结构单元是由B原子组成的球状 的正二十面体(20个等边三角形),其中每个B与其他五个B原子相连,求此结构单元的边数及B原子数.

分析:每个三角形有三个边,而每个边又被两个三角形共用,所以平均每个三角形有3/2个边,则20 个三角形共有30个边。

因每个B与其他五个B相连,可设每个B原子提供5个电子与其他5个B成5个键,这样,每个边 即为一个单键。设结构中共有x个B原子,则参与成 键的电子数为5x,所成键数为5x/2个,据以上分析 则有 5x/2 = 30,x=12。

(责任编辑:化学自习室)
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