共价键有三个主要参数,分别是:键长、键能、键角。键长是共价键的重要性质,可以由实验测量得到。键长的定义为两个成键原子A和B的平均核间距离。是了解分子结构的基本构型参数,也是了解化学键强弱和性质的参数。接下来介绍如何比较键长。
工具/原料
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一般方法
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测量方法
一般方法
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一般规律来说,对于由相同的A和B两个原子组成的化学键:键强,键能高,则键长值小;键的数目多,键能也高,键长值小。
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一般规律来说,对于由相同阳离子(Na+)与卤素阴离子的化学键:由F>Cl>Br>I,键变弱,键能减小,则键长值增大;
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至于其他类型化学键键长,要以实际的化学反应放热判断,通过比较断键放热大小来判断键的长短,规则同一般规律。具体的数据可以查文献,比如下图有含有规律的键长变化。
测量方法
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各种分子中键长的数值,大量地已通过晶体的X射线衍射法予以测定。
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为数较少的简单的气态分子和X-H键长已通过光谱法和中子衍射法测出。
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除了用光谱、衍射等物理方法测定键长外,量子化学中可以由从头计算法或自洽场半经验法计算键长 。
注意事项
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影响键长和键能的因素有很多,例如原子半径、原子核间距离、孤对电子之间的排斥力、反馈键等。
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在实际的分子中,由于受共轭效应、空间阻碍效应和相邻基团电负性的影响,同一种化学键键长还有一定差异,因此在讨论问题时必须视具体情况进行分析。
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