问答题
小分子如氟代甲烷的几何构型可以通过微波光谱获得，而不同形式的衍射如x射线、电子和中子衍射可以用来测定大分子的几何构型。下表中给出了通过不同方法测定的卤代甲烷的键长和键角，解释c—X键长的变化规律。利用VSEPR解释H—C—H和H—C—X的键角。该键角的变化规律是否可以用电负性来解释?
分子式
C—H键键长/
Å
C—X键键长/
Å
H—C—H键角/(°)
H—C—X键角/(°)
CH
3
F
CH
3
Cl
CH
3
Br
CH
3
I
1.09
1.096
1.11
1.096
1.385
1.781
1.939
2.139
110.2
110.52
111.12
111.5
108.2
108.0
107.14
106.58
【正确答案】
最明显而且最容易解释的规律是C—X键的键长。卤素原子越大，C—X键的键长越长。随着C—X键的伸长，平均而言该键上的电子更加远离碳原子。按照VSEPR的观点，H—C—H键角必须稍微扩大以便减小这些键上电子的排斥作用。H—C—H键角的增大必然导致H—C—X键角的减小。电负性高的卤素原子将电子吸离碳原子，造成同样的VSEPR效应。但是这种观点本身不能很好地解释卤代甲烷所表现出的这种规律。因为从氟原子到碘原子其电负性是递减的，根据该观点将预测H—C—H键角递减的趋势。应当注意这个“矛盾”并不意味着这个理由是错误的，只是其它因素占据了主导地位。
要解释C—H键的键长变化更加困难，因为它们没有统一的规律可循。通过多种实验方法测定的结果证明了观测到的细微差距(≤0.02
Å
)可能是无意义的。
【答案解析】
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