
【化】 lone electron pair
孤電子對(英文:lone pair或non-bonding pair)是指分子或離子中未參與化學鍵形成的電子對,通常由原子的最外層電子構成。這一概念在化學鍵理論和分子結構分析中具有重要地位,其核心特征與作用如下:
定義與組成
孤電子對是原子外圍未共享的價電子對,通常存在于主族元素(如N、O、S等)中。例如,氨分子(NH₃)中的氮原子擁有1對孤電子對,而水分子(H₂O)中的氧原子含有2對孤電子對。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的定義,孤電子對屬于"non-bonding electrons",不直接參與σ鍵或π鍵的形成。
結構特征
孤電子對的存在會通過價層電子對互斥理論(VSEPR theory)影響分子幾何構型。例如,H₂O的四面體構型因氧原子的孤電子對排斥作用而變為V形。美國化學學會(ACS)指出,孤電子對比成鍵電子對占據更大的空間,導緻鍵角縮小。
化學性質影響
這一特性在《無機化學》(格林伍德著)中被詳細闡述。
檢測與表征
現代化學通過X射線光電子能譜(XPS)和分子軌道理論計算孤電子對的能量分布。劍橋大學化學系研究顯示,孤電子對的電離能通常低于成鍵電子。
特殊類型
在超價分子(如SF₆)中,部分學者認為d軌道可能參與孤電子對的離域化,但這一觀點仍存在學術争議。最新《化學評論》期刊指出,這類現象更宜用分子軌道理論解釋。
孤電子對(Lone Pair)是化學中描述原子外層未參與成鍵的電子對的概念,以下是詳細解釋:
孤電子對指原子最外層軌道中未與其他原子共享或形成化學鍵的電子對。它們通常以成對形式(兩個自旋相反的電子)存在,例如氧、氮等主族元素常帶有孤電子對。例如,水分子(H₂O)中氧原子有兩對孤電子對。
若需進一步學習,建議參考化學教材中“分子結構”或“化學鍵理論”章節。
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