1.3.6 分子的几何结构
分子存在于三维空间中,每一个分子都有其固定的结构。分子的化学性质由其结构决定。
比如乙醇和二甲醚的分子式都是C2H6O,但是乙醇和二甲醚的化学性质不同。
通常使用以下几个参数,用来研究分子中原子之间的几何关系:
键长(Bond length),分子中两个键合原子的核之间的平均距离。
键角(Bond angle)两个键的夹角。
二面角(Dihedral angle),三个形成键角的原子组成一个平面,二面角是共享一个键的两个键角的平面之间的角度,又称扭转角。
氢气分子(H2)由两个氢原子通过一个共价键连接组成,其键长约0.074nm。氢气分子结构如图所示。
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水分子(H2O)由一个氧原子分别与两个氢原子成键,两个OH键的键长相等,为0.096nm,H-O-H键角为104.52°,略小于一个正四面体的键角(109.5°)。
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过氧化氢分子(H2O2)由2个氧原子和2个氢原子组成。其中,2个氧原子之间存在一个单键,每个氧原子与一个氢原子再分别成键。O-O键长为0.146nm,O-H键长为0.099nm,H-O-O键角为101.9°,H-O-O-H的二面角为90.2°。
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后续章节将介绍一种预测分子的几何结构的方法:VSEPR理论。