C2H2分子只有一种结构,而N2H2分子有两种同分异构体,为什么? 为什么C2H2CL2有同分异构体而 CH2CL2没有

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乙炔(C₂H₂)结构式为H-C≡C-H。

它的碳原子采用SP杂化,两个杂化轨道成交叉的“十字叉”形状(想想成三维笛卡尔坐标的+X/-X、+Y/-Y四个方向),这两个杂化轨道构成了碳碳之间的两个π键。

剩下两个未杂化的P轨道,处于这个十字叉的上下两个方向(分别处于+Z和-Z方向),与这个十字叉平面垂直,互成180°。这两个轨道一个与氢形成C-H键,另一个形成碳碳之间的σ键。

所以,H-C≡C-H分子是一个直线型分子,没有方向上的区别。

二亚胺(N₂H₂)结构式为H-N=N-H。

从结构式上就可以看出,氮原子之间是双键,比C≡C少了一个π键。

它的氮原子采用SP2杂化,三个杂化键处于平面正三角形的三个方向,互成120°(因为原子和电子云互斥等作用,实际分子中的键角并不等于120°)。还剩一个未杂化的P键,处于这个平面正三角形的垂直方向。

氮原子用一个杂化轨道与另一个氮原子形成σ键,再用未杂化的P轨道形成π键。

剩下两个杂化轨道中,用一个与氢形成N-H键,另一个本身就具有双电子(电子对)。

因此,N-H键与N=N键之间形成近似120°夹角。

如果两个N-H键偏向同一个方向,这是顺型二亚胺。

如果两个N-H键偏向不同方向,这是反型二亚胺。

不论是顺型二亚胺还是反型二亚胺,他们都是四个原子共面的。

与乙炔和二亚胺相似的,就是双氧水了,也就过氧化氢(H₂O₂),它的结构式是:H-O-O-H。

因为过氧化氢中间的O-O键是单键,它是可以扭转的,所以,受氢原子之间的斥力和电子云之间的斥力作用,过氧化氢的四个原子不共面。



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