三氧化硫结构式,中心原子杂化,成键类型,具体分析一下,谢谢
根据VSEPR理论, SO3 AX3E0,可知S是sp2杂化,平面三角形结构。3个SP2轨道上有2个单电子(分别和两个氧(为方便不妨假定为A和B)形成2个sigma键)和一个孤对电子,这个sp2孤对,和第3个氧形成配键。硫还有另外一个孤对,在未杂化的p轨道上,这个p轨道和sp2平面垂直,这个p孤对,和氧A的一个单p电子和氧B的一个单p电子,形成π4 6 的共轭体系,可知,这个体系是垂直于sp2平面的。希望你能明白。
现在开始解释你的一些问题:
1、有些人说是另一个氧提供了空P轨道而与S形成配位化合物,那氧原子上的空P轨道是从哪里来的?氧的电子构型是2s(2)2p(2)2p(1)2p(1),在成键的过程中,变成了2s(2)2p(2)2p(2)2p(0),这样就有一个空的p轨道了,接受硫的sp2的那个孤对电子。
2、还有人说是一个π4 6 的共轭体系,每个氧原子提供一个单电子参与共轭,还有S提供三个电子,究竟是怎样提供的?毕竟S发生了SP2杂化以后,未参与杂化的P轨道与剩下的那个所谓的未成键电子并不是在同一平面内,怎样形成共轭体系呢?我想在上面,我已经解释的很清楚了。各种化学理论,都有一定的适用范围。杂化轨道理论+大π键共轭体系,对于SO3的π4 6解释,就是这样的。但是,这个组合理论,不能解释为什么三个S-O键的键长相同!因为根据这个理论,S和氧A氧B的距离是相等的,而和氧C的距离是不同的,因为键的类型不同!
3、硫原子中一个3P电子激发到3d轨道上去,然后再发生SP2杂化,这样可能吗?或者说是有空的3d轨道参与配位,不过那样就不是平面三角形了。总之猜测三氧化硫的成键与S的3d轨道有关。首先,现在无机化学上普遍接受的一个观点就是,硫的3d轨道确实参与成键了,因为现在硫周围有2(配键) + 6(大π) + 2(S-O单键) + 2(S-O单键) = 12 个电子,但3s3p最多8个,于是有4个电子在3d轨道。但并没有人去深究一下(也许有,我不知道),我觉得有两个原因(1)杂化轨道的精髓在于将电子配成对,注重的主要是共价键的饱和性、杂化后的轨道的等价性方向性和元素的最大成键能力,比如碳元素,外层4个电子,通过杂化就可以形成4个键;硫元素,sp3d2 最多可以形成6个键。元素最外围是否8个电子(含外来电子),杂化理论其实不在乎;(2)还有一种更简单的解释方法,可以使得SO3中的硫还保持8个电子。做法如下:还是sp2杂化的S和对应的3个氧ABC,先画S-->O(氧C原子)配键 (于是硫周围有2个电子了),然后S=O(氧A原子)双键和S-O(氧B原子)单键 (于是此时硫周围有8个电子了!),最后在硫上写个正电荷,在氧B原子上加个负电荷。这样画,硫周围就真的只有8个电子了。由于氧ABC轮换对称,所以三个氧等价,S-O距离相同。这种做法,有机化学上常用,这样符合8禺律,也很简明。如我所言,化学理论不是万能的,或多或少,都有例外或缺陷的,比如实际存在的CH5(+)离子,就只能用分子轨道理论来解释,但是这个理论依靠大量的复杂的计算,对于复杂的分子或者重元素,计算结果的误差太大,不实用,也不简单。
还有不明白的地方,请继续提问。
以三氧化硫为例来进行判断:
1、第一步,分析组成元素的杂化类型。三氧化硫为平面三角,中心硫原子为sp2杂化,产生三个平面延伸的轨道。(姑且标记三个氧原子为一二三号)其中两个轨道(各含一个电子)与一号氧原子,二号氧原子共用电子对形成σ键,第三个含孤对电子的轨道以配位形式与三号氧原子形成配位键。
2、第二步,分析参与形成大π键的原子有哪些。形成大π键需要原子共面(或共曲面)且每个参与的原子要有与该平面垂直的轨道,三氧化硫中四个原子共面且都有垂直与该平面的p轨道。
3、第三步,看各个原子的轨道提供多少电子(优先考虑未成对电子)。三氧化硫中一二号氧原子各有一个未成对电子,三号氧原子提供两个电子,中心硫原子提供两个电子。所以,该大π键有六个电子。
扩展资料:
大π键分类
1、离域π键:在这类分子中,参与共轭体系的所有π 电子的游动不局限在两个碳原子之间,而是扩展到组成共轭体系的所有碳原子之间。这种现象叫做离域。
2、共轭π键也叫离域键或非定域键。由于共轭π 键的离域作用,当分子中任何一个组成共轭体系的原子受外界试剂作用时,它会立即影响到体系的其它部分。共轭分子的共轭π键或离域键是化学反应的核心部位。
3、定域π键:有机分子中只包含 σ 键和孤立π 键的分子称为非共轭分子。这些σ 键和孤立π 键,习惯地被看成是定域键,即组成σ 键的一对σ 电子和孤立π 键中一对π 电子近似于成对地固定在成键原子之间。这样的键叫做定域键。
参考资料来源:百度百科-大π键
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