
【化】 lone electron pair
孤电子对(英文:lone pair或non-bonding pair)是指分子或离子中未参与化学键形成的电子对,通常由原子的最外层电子构成。这一概念在化学键理论和分子结构分析中具有重要地位,其核心特征与作用如下:
定义与组成
孤电子对是原子外围未共享的价电子对,通常存在于主族元素(如N、O、S等)中。例如,氨分子(NH₃)中的氮原子拥有1对孤电子对,而水分子(H₂O)中的氧原子含有2对孤电子对。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,孤电子对属于"non-bonding electrons",不直接参与σ键或π键的形成。
结构特征
孤电子对的存在会通过价层电子对互斥理论(VSEPR theory)影响分子几何构型。例如,H₂O的四面体构型因氧原子的孤电子对排斥作用而变为V形。美国化学学会(ACS)指出,孤电子对比成键电子对占据更大的空间,导致键角缩小。
化学性质影响
这一特性在《无机化学》(格林伍德著)中被详细阐述。
检测与表征
现代化学通过X射线光电子能谱(XPS)和分子轨道理论计算孤电子对的能量分布。剑桥大学化学系研究显示,孤电子对的电离能通常低于成键电子。
特殊类型
在超价分子(如SF₆)中,部分学者认为d轨道可能参与孤电子对的离域化,但这一观点仍存在学术争议。最新《化学评论》期刊指出,这类现象更宜用分子轨道理论解释。
孤电子对(Lone Pair)是化学中描述原子外层未参与成键的电子对的概念,以下是详细解释:
孤电子对指原子最外层轨道中未与其他原子共享或形成化学键的电子对。它们通常以成对形式(两个自旋相反的电子)存在,例如氧、氮等主族元素常带有孤电子对。例如,水分子(H₂O)中氧原子有两对孤电子对。
若需进一步学习,建议参考化学教材中“分子结构”或“化学键理论”章节。
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