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薛丁格-電子雲模型

路易斯結構式

一、共價分子或離子的路易斯結構式


  1. 畫法與範例:PCl3、CO、CO2、CO32−
    1. 計算價電子總數:
      PCl3:5 + 7×3 = 26;CO:4 + 6 = 10;
      CO2:4 + 6×2 = 16;
      CO32−:4 + 6×3 + 2 = 24。

      註:(1) 以電負度較小者為中心原子;(2) 中心原子優先序:4A → 5A → 6A → 7A(H 不可當中心)。

  2. 其他常見實例:
    1. 雙原子分子或離子:
      1. 分子:
        H2(H–H)、F2(F–F)、HCl(H–Cl)、O2(O=O)、N2(N≡N)。
      2. 離子:
        OH、ClO、CN;自由基:NO(N=O·)。
    2. 單中心分子或離子:
      1. CH4、H2O、NH3、NH4+、SO2、SO3、HCN(H–C≡N)、 NO2、NO3、O3、BF4、PO43−
    3. 雙中心分子或離子:
      1. C2H6(乙烷)、C2H4(乙烯)、C2H2(乙炔)、 H2O2、N2H4、N2F2、N2O4、 C2O42−
  3. 八隅體規則的常見例外:
    1. 奇數電子分子:
      NO、NO2、NO2+ 等。
    2. 中心原子為 2A、3A 族(電子不足八隅體):
      BeF2、BF3
    3. 中心原子為第三週期以後(可擴大至 d 軌域):
      PCl5、SF6 等。

二、共振

  1. 實例與鍵級:
    定義:具有兩種以上可用 ↔ 表示的路易斯結構式者,稱具有共振結構。
    • CO32−:三個等效式;每條 C–O 鍵級 = 1½
    • SO2:兩個等效式;S–O 鍵級 = 1½
    • 苯 C6H6:兩個克庫勒式,常以內圈表示離域 π 鍵。
    • 石墨:六角網狀離域系統,平均 C–C 鍵級約 1

提示:共振式之間原子排列相同、僅電子分配不同;真實結構為共振混成體。臭氧 O3 兩條 O–O 等效(各約單鍵與雙鍵之間)。

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