变形四面体构型

在化学上，变形四面体构型是一种分子构型，其中有四个键连接到具有具有C2v分子对称性的中心原子上。

变形四面体构型
变形四面体构型
举例SCl4
点群C2v
空间位数5
配位数4
键角轴-轴(理想):180°, 轴-赤道(理想):90°, 赤道-赤道(理想):120°
极性（μ）>0

当中心原子与四个其他原子和一对孤对电子键合时（价层电子对互斥理论中的AX4E1）。与其他 5 个原子键合的原子（并且没有孤对原子）形成具有两个轴向和三个赤道位置的三角双锥体，但在变形四面体构型中，一个原子被孤对电子取代。 因为孤对电子在赤道向上时只被两个轴向的原子排斥， 而在轴向上则会同时被赤道向上的三个原子排斥，故该电子始终处于赤道上的位置。 [1]

结构

具有变形四面体构型的化合物具有两种类型的配体：轴向与赤道向。轴向对位于共同的键轴上，因此键角为 180°。赤道配体对位于与轴向对的轴线正交的平面中。通常，与轴向配体的键距比与赤道配体的键距长。轴向配体与赤道配体的理想夹角为90°；而两个赤道配体本身之间的理想角度是120°。

具有变形四面体构型的分子，就如具有三角双锥构型的分子一般，易受到贝里假旋转的影响(其中轴向配体移动到赤道位置，反之亦然)。 这种位置交换导致两种配体在赤道向和轴向停留的时间几乎相同。 因此，SF4的 19F NMR 光谱（与 PF5 类似）在室温附近由单共振组成[2]。运动中的四个原子充当了围绕中心原子的杠杆。例如，四氟化硫的四个氟原子围绕硫原子旋转。[3]

例子

四氟化硫是具有变形四面体构型的分子中最知名的一个。 以下的化合物或者离子也具有变形四面体构型:

  • SeF4
  • IF2O2-
  • IOF3-
  • ClF4+
  • TeF4
  • XeO2F2
  • SF4
  • AsF4-

参考资料

  1. ^ Molecular Geometry (PDF). [June 25]. （原始内容存档 (PDF)于2022-07-04）. 
  2. ^ J. Chem. Educ. Mechanisms That Interchange Axial and Equatorial Atoms in Fluxional Processes: Illustration of the Berry Pseudorotation, the Turnstile, and the Lever Mechanisms via Animation of Transition State Normal Vibrational Modes. February 1, 2006 [2022-06-25]. doi:10.1021/ed083p336.2. （原始内容存档于2022-07-04）. 
  3. ^ Cass, Marion E.; Hii, King Kuok (Mimi); Rzepa, Henry S. Illustration of the Berry Pseudorotation, the Turnstile and the Lever Mechanisms via animation of transition state normal vibrational modes.. Illustration of the Berry Pseudorotation, the Turnstile and the Lever Mechanisms via animation of transition state normal vibrational modes. [June 25]. （原始内容存档于2021-10-08）. 

外部链接