问答题
PH3中H—P—H的键角接近90°,而NH3中H—N—H的键角只比标准键角109.5°稍小一些。请分别用VSEPR和杂化/电负性的方法对该现象进行解释。
【正确答案】如果根据VSEPR观点来比较NH3和PH3,我们可以看到NH3中价电子对(包括成键和未成键电子)之间的距离很近,故彼此间有很强的排斥作用。采取四面体构型可以减小这种排斥作用。而在PH3分子中,这种排斥作用很弱,成键电子对与孤电子对之间的差异显著。因此孤对电子可以占据更多的空间而不会导致成键电子对之间额外的排斥作用。
如果考虑轨道杂化和电负性效应,可以得到以下观点。氮原子的2sp3杂化轨道可以有效地与氢原子的1s轨道重叠,而这种轨道重叠对于更大更弥散的磷原子的3sp3杂化轨道而言要小得多。在这种情况下,利用非杂化的、更具方向性的3p轨道可以增大与氢原子轨道的重叠而形成P—H键,给出的H—P—H键角接近90°。磷原子较低的电负性同时意味着P—H键是非极性的。因此成键电子不再那么集中在中心原子上,导致成键电子间的排斥作用减小。该观点进一步强化了VSEPR论点。
【答案解析】