凱氏定氮儀軌道來接納

切相關，即與中心形成體的價層電子中所含有的未成對電子數Ｎ密切相關的。配合物的磁矩 μ與Ｎ間存在如下關系式： μ＝Ｎ（Ｎ＋２）μ（４４）Ｂ式中，μ為磁矩單位，即玻爾磁子。Ｂ　　配合物的磁矩 μ是可以通過實驗方法測得的。根據實測的磁矩 μ的值，可推算出配合物中心形成體價層電子中未配對電子的數目Ｎ。由此可進一步推斷中心形成體在形成配合物時，提供了哪些價層凱氏定氮儀軌道來接納配位電子對，這些軌道可能采取什么雜化方式。這為判斷配合物是屬于內軌型還是外軌型提供了一種有效的方法。有時也可作為一種檢驗手段，驗證對配合物空間構型的判斷是否正確。第三節　分子的極性、分子間的作用力和氫鍵　　離子鍵、共價鍵、配位鍵和金屬鍵，這幾種化學鍵都是原子間較強的相互作１用，鍵能約為１００～８００ｋＪ·ｍｏｌ。此外，在分子間還存在著一種較弱的相互作用，其結合能大約只有幾個到幾十千焦每摩爾，這種分子間的作用力叫做范德華力，是由范德華（ｖａｎｄｅｒＷａａａｌｓ）首先提出的。氣體分子能凝聚成液體和固體，主要就靠這種分子間作用力。分子間的范德華力是決定物質熔點、沸點、溶解度等物理化學性質的一個重要因素。而分子間作用力又是與分子的極性密切相關。一、分子的極性和偶極矩　�。保�分子的極性　　任何一個分子都是由帶電的核和帶負電的電子所組成的體系。分子中正、負電荷可認為各集中于一點，形成正電荷重心和負電荷重心。若正電荷重心和負電荷重心不互相重合，就形成了一個小的電偶極子，具有了極性。這樣的分子稱為極

性分子。若兩個電荷重心互相重合的分子則稱為非極性分子�！　�對于同核雙原子分子，如Ｈ、Ｏ、Ｃｌ等，由于組成分子的原子電負性相同，原子間共價鍵為非極性鍵，分子中電荷對稱分布，正負電荷重心互相重合，故這類分子都是非極性分子�！　�對于異核雙原子分子，如ＨＣｌ、ＨＦ、ＣＯ等，由于組成原子的電負性不等，原子間共價鍵為極性鍵，分子中電荷分布不對稱，正負電荷重心不重合，故這類分子都是極性分子�！　�對于多原子分子而言，分子是否有極性，不僅取決于所形成的鍵是否有極２２２１７４第四章　結構化學　性，而且還與分子的空間構型有關。例如，ＣＯ分子中ＣＯ鍵雖為極性鍵，但２ＣＯ分子為直線形結構，鍵的極性互相抵消，分子的正負電荷重心互相重合，因２此ＣＯ是非極性分子；ＳＯ分子中ＳＯ鍵為極性鍵，ＳＯ分子為“Ｖ”型結構，鍵２２２的極性不能相互抵消，整個分子的正負電荷重心不重合，因而ＳＯ是極性分子。２　�。玻�偶極矩　　分子極性的強弱，可由實驗方法測得的偶極矩來量度。偶極矩等于正負電荷重心間的距離ｄ和偶極上一端所帶電量ｑ的乘積，用符號 μ表示，單位為Ｃ·ｍ（庫侖 ·米）。 μ＝ｑ·ｄ（４５）偶極矩是一個矢量，其方向是從正電荷指向負電荷�！　》菢O性分子的偶極矩等于零。偶極矩不等于零的分子是極性分子，偶極矩越大，分子的極性越強�！　∨紭O矩還常被用來判斷一個分子的空間構型（見表４９）。例如，ＮＨ和３ＢＣｌ均為四原子分子，這類分子的空間構型一般有兩種：平面三角形和三角錐３形。實驗測得這兩個分子的偶極矩分別為 μＮＨ３＝４．３４×１０３０Ｃ·ｍ和μＢＣｌ３＝０。這表明ＮＨ分子是極性分子，而ＢＣｌ是非極性分子，由此可斷定，ＢＣｌ分子具３３３有平面正三角形的構型，而ＮＨ分子為三角錐形的構型。３表４９　一些物質分子的偶極矩和分子的空間構型分子式偶極矩／（１０３０Ｃ·ｍ）分子的空間構型雙原子分子ＨＦＨＣｌ６．０７３．６０直線形直線形ＨＢｒＨＩ２．７４１．４７直線形直線形ＣＯＮ２Ｈ２０．３７４００直線形直線形直線形三原子分子ＨＣＮＨ２ＯＳＯ２Ｈ２ＳＣＳ２ＣＯ２９．９４６．１７５．４４３．２４００直線形Ｖ字形Ｖ字形Ｖ字形直線形直線形 　第三節　分子的極性、分子間的作用力和氫鍵１７

５續表分子式偶極矩／（１０３０Ｃ·ｍ）分子的空間構型四原子分子ＮＨ３ＢＦ３４．９００三角錐形平面三角形五原子分子ＣＨＣｌ３ＣＨ４ＣＣｌ４３．３７００四面體形正四面體形正四面體形二、分子間力　　分子間作用力是分子與分子之間的一種弱的相互作用力，是一種短程吸引力，與分子間距離的６次方成反比，且隨分子間距離的增大將很迅速減小。根據力產生的特點，分子間力可分為色散力、誘導力和取向力三種類型�！　。ǎ保┥�散力（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｆｏｒｃｅ）　對任何一個分子，即使是非極性分子而言，由于分子中的電子繞原子核在不停地運動，原子核與電子云間的相對位移是經常發生的，這使得分子中的正、負電荷中心會不斷出現暫時的偏移，分子發生瞬時變形，產生了瞬時偶極（ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｄｉｐｏｌｅ）。分子中原子數越多、原子半徑越大或原子中電子數越多，則分子變形越顯著。當兩個非極性分子相互接近時，一個分子產生的瞬時偶極會誘導鄰近分子的瞬時偶極采取異極相鄰的狀態［見圖４２３（ａ）、（ｂ）］。這種瞬時偶極與瞬時偶極間產生的作用力稱為色散力。雖然每種瞬時偶極狀態存在的時間極短，但任何分子或原子中，這種由于電子運動造成的正負電荷重心的相互分離的狀態卻是時刻存在的。因而分子間始終存在著色散力。任何二分子，不管是極性分子或非極性分子，相互接近時都會產生色散力�！�圖４２３　非極性分子間的相互作用圖４２４　非極性分子與極性分子間的相互作用１７６第四章　結構化學　　�。ǎ玻┱T導力（ｉｎｄｕｃｅｄｆｏｒｃｅ）　當極性分子和非極性分子相互靠近時［圖４２４（ａ）］，除存在色散力外，非極性分子在極性分子的固有偶極的電場影響下也會產生誘導偶極（ｉｎｄｕｃｅｄｄｉｐｏｌｅ）［見圖４２４（ｂ）］。在誘導偶極和極性分子的固有偶極之間產生的吸引力稱為誘導力。誘導力也會出現在離子和分子、離子和離子之間�！　。ǎ常┤∠蛄Γǎ铮颍椋澹睿簦幔簦椋铮睿妫铮颍悖澹�　當極性分子相互靠近時［圖４２５（ａ）］，除存在色散力和誘導力作用外，由于它們固有偶極之間同性相斥、異性相吸的靜電作用，而使它們在空間按異極相鄰形式定向排列［見圖４２５（ｂ）］。這種在極性分子固有偶極間產生的吸引力稱為取向力。取向力與分子的偶極矩的平方成正比，即分子的極性越大，取向力越大。但與熱力學溫度成反比，溫度越高，取向力越弱。圖４２５　極性分子間的相互作用　　綜上所述，通常所說的分子間力或范德華力有三種，取向力只存在于極性分子之間，而誘導力存在于極性分子間或極性分子與非極性分子之間，而色散力則在所有分子中，包括極性分子、非極性分子中都存在。對大多數分子而言，色散