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水分子的几何构型是什么

2016-07-18 分类:百科

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水的分子式为H2O,结构式为H一O一H。几何构型是v形或角形。在水分子中,O原子发生的是sp3杂化,四个杂化轨道呈四面体型,其中有两对孤电子对。另有两个成单电子的杂化轨道与H形成西格玛键。不考虑孤对电子的形体,只考虑H,O的构形,是角形或v形。

水分子的几何构型是什么

一、水分子结构

H2O分子结构中,是以O核为顶的等腰三角形。在水蒸气分子中测定:O-H距离为0.9568埃,H-H距离为1.54埃,H-O-H的键角为105°3′(or104.5°)

  氢原子的电子构型为1S1,氧原子的电子构型为1S22S22P4。氧的2S22P4等6个电子以不等性SP3杂化规道与两个氢原子的1 S1电子结合为4对,构成O-H共价键及两对孤对电子。

 H-O-H所在平面与孤对电子所在平面是相互垂直的。

氢原子的S电子云与氧原子的P电子云相重叠,形成整个水分子的统一电子云,其电子云密度主要集中在氧核附近。从而构成氧端带负电、氢端带正电的典型极性分子。

水分子的偶极距很大,μ=1.84德拜。----极性甚强。

二、液态水的结构

水在液态下不是以单个水分子的形式存在,而是通过氢键产生缔合分子。

水的缔合是放热过程,所以温度升高,水的缔合程度下降,即(H2O)x的x值减小。在高温时,水主要以单分子状态存在。温度降低时水的缔合度增大,即(H2O)x的x值增大。273.16K时水结成冰,全部水分子缔合成一个巨大缔合分子。

每个水分子可以同相接近的另外四个水分子生成四个氢键。五个水分子之间就形成了四个氢键。

氢键能并不是zui高,但它的数目多,切可在三维方向延伸展开,若全部饱和,总的氢键结合能可达10.2kcal/mol,对分子间作用来说已相当大。

气态的水分子大多是单个分子,间或有二聚体,很少三聚体。

三、冰的结构

冰中的每一个水分子都被相邻的四个水分子包围,每个水分子位于变形四面体的顶点,冰是由无数个这样的四面体通过氢键互相连结成一个庞大的晶体。

在冰中,O-H距离为0.99埃,H-O-H的键角为109°30′。

由于氢键的方向性要求,水分子不能做到紧密堆积,整个冰的结构是六方晶系晶格,因此,冰的晶体具有较大的空隙,即水结成冰后,体积增大,密度减小。

晶格排列zui整齐的是普通的冰,称为I或 Ih型,其密度只有0.92g/cm3。水分子的中心距离由2.67埃到3.47埃。

在不同的低温和高压下,冰的形态结构有13种相变,其密度从0.92到1.63g/cm3不等。

第二节液态水的结构模型

连续模型,或均相模型:在冰溶解为水时,并未使氢键断裂,只是发生氢键的弯曲或扭转,氢键的能量随H-O-H键角而变化。

混合模型:在冰溶解时有一部分氢键解体,液态水中存在一部分单个的自由水分子,而有相当部分仍以微小冰晶粒子状态存在(其中包含有数十个水分子而成为水的缔合体)。--一般水中是由自由水分子与微细晶体碎屑共存。

闪动模型:水分子之间的缔合不是固定的,而是在每一瞬间不断地交换对象,形成水分子的自扩散。

水分子的几何构型是什么

水分子有两个正电性的氢原子,除了和本分子内的氧原子产生氢-氧间的极性键合,把两个以上的分子缔合在一起。水分子具有偶极性是它对于许多盐类和浮选剂具有很强的溶解能力的原因,也是它对绝大部分矿物具有润湿能力的原因。

根据水分子的结构,水具有以下性质:1.水具有很强的溶解能力2.在4度水的密度为最大3.水具有很高的介电常数4.水的电导率低,对其他化合物具有较大的电离能力5.水分子间具有很强的缔合作用。

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