例4,对B1oCPH1,写作(CH(BH)1oP,a=1,q=0,c=0, p=10,一个P原子,n=a十p十(P原子数)=1十10+1=12,b =(3×1+2×10+3)/2=13=12+1,属闭式结构 命名:闭式一一碳一磷癸硼烷(11) 例5,对B1SH1,写作(BH)11S,a=0,q=0,c=0,p=10, 一个S原子,n=a+p+(S原子数)=0+11+1=12,b=(2×11 +4)/2=13=12+1,属闭式结构 命名:闭式一一硫代十二硼烷(11)
例4,对B10CPH11,写作(CH)(BH)10P,a=1,q=0,c=0, p=10,一个P原子,n=a+p+(P原子数)=1+10+1=12,b =(3×1+2×10+ 3)/2=13=12+1,属闭式结构 例5, 对B11SH11,写作(BH)11S,a=0, q=0,c=0,p=10, 一个S原子,n=a+p+(S原子数)=0+11+1=12,b=(2×11 + 4)/2=13=12+1,属闭式结构 命名:闭式-一碳一磷癸硼烷(11) 命名:闭式-一硫代十二硼烷(11)
6.3硼烷的化学键 6.3.1定域键处理 硼烷属于缺电子分子」 33 因为硼的外围电子构型为 2s22p,它的价电子层有 121.5 条2s三条2p轨道。3个价电 1.77A 子,4条价轨道,价轨道数多 于价电子数。 B2丑6分子的几何构型 以简单的硼烷B,H为例,它的结构如右上图示。 由图可见,每个硼原子周围有4个接近于四面体排布的H原子。 但B2H,分子总共只有12个价电子,它没有足够的价电子使所有相 邻的两原子间都形成常规的两中心两电子键(2C一2),其中端梢的 4条B一H键总共用去了8个电子,还余下4个电子能用于将两个B和 两个H连到一起,对B原子,在形成两条端梢的B一H键时使用了2 个价电子和2条sp杂化轨道,还剩下2条sp杂化轨道和1个价电子, 可用于进一步成键
6.3 硼烷的化学键 6.3.1 定域键处理 硼烷属于缺电子分子, 因为硼的外围电子构型为 2s 22p 1 , 它的价电子层有一 条2s三条2p轨道。3个价电 子, 4条价轨道, 价轨道数多 于价电子数。 由图可见, 每个硼原子周围有4个接近于四面体排布的H原子。 但B2H6分子总共只有12个价电子, 它没有足够的价电子使所有相 邻的两原子间都形成常规的两中心两电子键(2C-2e), 其中端梢的 4条B-H键总共用去了8个电子, 还余下4个电子能用于将两个B和 两个H连到一起,对B原子, 在形成两条端梢的B-H键时使用了2 个价电子和2条sp3杂化轨道, 还剩下2条sp3杂化轨道和1个价电子, 可用于进一步成键。 以简单的硼烷B2H6为例, 它的结构如右上图示
这样,2个硼原子各 用一条sp杂化轨道和氢 原子的1s轨道相互作用: 三个原子、三条原子轨 道组合成3条分子轨道, 其中一条成键,一条非键 一条反键。2个电子充填 在成键分子轨道上,形成 三中心两电子的(3C一2e) 氢桥键。在B2H分子中 有2条这样的3C一2e氢桥 原子轨道 分子轨道 键。 B2H。分子中,由原子轨道(左)形成三中心 因此,在B2H分子中 B一1H一3.桥分子轨道(右)及近似E级图 存在2种硼氢键,即4条2C一2端梢B一H键、2条桥式硼氢键
这样, 2个硼原子各 用一条sp3杂化轨道和氢 原子的1s轨道相互作用: 三个原子、三条原子轨 道组合成3条分子轨道, 其中一条成键, 一条非键, 一条反键。2个电子充填 在成键分子轨道上, 形成 三中心两电子的(3C-2e) 氢桥键。在B2H6分子中, 有2条这样的3C-2e氢桥 键。 因此, 在B2H6分子中 存在2种硼氢键, 即 4 条2C-2e端梢B-H键、2条桥式硼氢键
在其它较高级硼烷中,其结构还可能涉及外三种成键要素, (2C-2e)的B一B键,闭式(3C-2e)硼键,开式(3C-2e)硼桥键。 下面列出硼烷中的各种成键方式: 1外向型端稍B一H键 B-H 2C-2e 2切向型端稍B一H键 B-H 2C-2e H 3桥式B一H一B键 B B 3C-2e 4B一B键 B-B 2C-2e B 5开式B一B一B硼桥键B B 3C-2e B 6闭式B一B一B硼桥键 B B 3C-2e *分子轨道理论处理认为这种开放式可以不予考虑
在其它较高级硼烷中, 其结构还可能涉及另外三种成键要素, (2C-2e)的B-B键, 闭式(3C-2e)硼键, 开式(3C-2e)硼桥键。 1 外向型端稍B-H键 B-H 2C-2e 2 切向型端稍B-H键 B-H 2C-2e H 3 桥式B-H-B键 B B 3C-2e 4 B-B键 B-B 2C-2e B 5 开式B-B-B硼桥键* B B 3C-2e B 6 闭式B-B-B硼桥键 B B 3C-2e *分子轨道理论处理认为这种开放式可以不予考虑 + + + 下面列出硼烷中的各种成键方式:
6.3.2硼烷的Lipscomb拓扑结构 Lipscomb在硼烷成键特征的基础上,提出用拓扑法 (topological approach)来描述硼烷的结构,其要点如下: (1)假想在硼烷中,每个硼原子都可以形成2C-2的B一H键或 B-B键,也可以形成3C-2e的氢桥键或闭式硼桥键; (2)对中性硼烷B.H+m,除n个B原子应与n个H形成n条2C-2e H 的外向端梢型B-H键外,还可有s条3C-2e的B B氢桥键和t条 B 3C-2e的闭式B人B硼桥键,y条2C-2e的B-B键及x条2C-2e的 额外的切向型B-H键;即: H B 键型B B(3C-2e)BB(3C-2e)B-B(2C-2e)B-H(2C-2e) 键数 S t
Lipscomb 在硼烷成键特征的基础上 , 提出用拓扑法 (topological approach)来描述硼烷的结构, 其要点如下: 6.3.2 硼烷的Lipscomb拓扑结构 (1) 假想在硼烷中, 每个硼原子都可以形成2C-2e的B-H键或 B-B键, 也可以形成3C-2e的氢桥键或闭式硼桥键; (2) 对中性硼烷BnHn+m, 除n个B原子应与n个H形成n条2C-2e H 的外向端梢型B-H键外, 还可有s条3C-2e的B B氢桥键和t条 B 3C-2e的闭式B B硼桥键, y条2C-2e的B-B键及x条2C-2e的 额外的切向型B-H键;即: H B 键型 B B(3C-2e) B B(3C-2e) B-B(2C-2e) B-H(2C-2e) 键数 s t y x