化學原理啟迪362
Andrea Bocelli - White Christmas
1. 價電殼層電子對模型VSEPR model同樣能夠應用在比較複雜的分子身上，例如甲醇（CH3OH）。這個分子的路易斯結構如下：
2. 摘要 價電殼層電子對模型：
以下的原則有助於我們使用價電殼層電子對模型來預測分子結構
l 先寫出分子的路易斯結構。
l 有數個共振結構的分子，我們可用其中任何一個共振結構來預測分子構造。
l 計算出圍繞中心原子的價電子總數。
l 當我們計算圍繞中心原子的電子對數量時，將多鍵視為1對有效電子。
l 恰當安排電子對在空間中的位能夠減少電子對彼此之間的斥力。
l 未鍵結電子對比鍵結電子對需要更多的活動空間。因此當我們要從幾種可能的分子構造判斷出一個最可能的結構時，應當選擇能夠讓未鍵結電子活動空間最大的分子構造。
l 一般而言，未鍵結電子對彼此之間的夾角至少需要120°。（這段應該是未鍵結電子對與其他未鍵結或鍵結電子對之間的夾角至少必須是120°）如果未鍵結電子對與其他電子對的鍵角小於120°可能會使我們預測的理想構造失真。
3. 我們可以從甲醇分子的碳原子與氧原子周遭的電子對排列方式，預測甲醇的分子結構。在甲醇分子中，碳原子的周遭圍繞4對電子，將4對電子彼此的斥力降到最低的構造是四面體，下圖(a)；
4. 在甲醇分子的氧原子，其周圍也圍繞4對電子，同樣地，將這4對電子彼此的斥力降到最低的構造是四面體。不過因為圍繞氧原子的電子對中有2對是未鍵結電子/孤對電子，它們需要比較大的空間，因此四面體結構會有些失真(b) 。
5. 甲醇分子的結構如下圖(c)：
價電殼層電子對模型有多好用？ The VSEPR Model－How Well Does It Work？
6. VSEPR模型非常簡單，我們只需要記得少數的規則就能正確地預測多數由非金屬元素住組成的分子的結構。無論任何大小的分子都能用VSEPR模型去判斷分子內的每一個中心原子的結構（這裡指的是至少與其他2個原子鍵結的原子）。
7. 我們可以用VSEPR模型去預測成千上百種分子的結構，不過，它有時候會失誤。舉例來說，磷化氫PH3（圖左）的路易斯結構類似氨的（圖右）路易斯結構：
8. 照這樣講，磷化氫PH3的分子結構應該很類似氨NH3的分子結構，鍵角大約是107°。然而，實際上磷化氫的鍵角大約94°。對於這個現象有許多方法可以解釋，不過顯然VSEPR模型還需要增加一些規則來彌補其不足。
9. 這樣再次說明一個重點，簡單的模型應用在現實上一定會出現例外。對初學者介紹化學這一門學科時，我們寧可用可以解決大多數情況的簡單的模型，雖然會有一點失誤，但是也比複雜的模型好。VSEPR模型最令人驚訝的是被它準確預測出結構的分子竟然是這麼地多。
參考資料：
沒有留言:
張貼留言