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zhangzheng68金蟲 (小有名氣)
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為什么分子篩骨架中[AlO4]帶有負(fù)電荷且為sp3雜化？ 已有1人參與
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| 為什么分子篩骨架中[AlO4]帶有負(fù)電荷且為sp3雜化？[PO4]帶正電荷也為sp3雜化？ |
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zhangzheng68: 金幣+20, ★★★★★最佳答案 2015-01-29 17:17:59
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根據(jù)IZA的規(guī)定，分子篩骨架中的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元(primary building unit, PBU)為四面體結(jié)構(gòu)的[TO4]，其中T代表Si、Al、P等元素，位于由O包圍的四面體中，一般T原子與O原子外層電子云以共價(jià)鍵鍵合形式為主。電子軌道能級(jí)解除簡(jiǎn)并后成鍵電子分布于軌道上的狀態(tài)對(duì)成鍵穩(wěn)定性有重要影響，對(duì)于與O呈4配位或6配位結(jié)構(gòu)的中心原子T而言，四面體或八面體配位結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的形式，但Si、Al、P的外層電子分布于3s、3p軌道，由于與3d、4s軌道能級(jí)差較大，因此一般T原子采用3s、3p軌道進(jìn)行sp3雜化而不會(huì)采用3p、4s、3d軌道進(jìn)行spd雜化，四面體配位的[TO4]獲得的晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能高于八面體配位的[TO6]，sp3雜化是[TO4]具有高穩(wěn)定性的保證。 某些金屬雜原子分子篩如部分取代Si的含F(xiàn)e、Ti、V分子篩，這些原子雖然以[TO4]形式存在于分子篩骨架中，但穩(wěn)定性遠(yuǎn)不及Si、Al、P，原因之一在于晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能不高，此時(shí)作為T原子的金屬雜原子3s、3p軌道全滿，3d、4s軌道更易于通過(guò)spd雜化而非sp雜化以獲得更高的晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能，這使得Fe、Ti、V等傾向于與O形成[TO5]、[TO6]形式的配位結(jié)構(gòu)，后者在分子篩骨架上很難維持雜化軌道成鍵的一致性，外層電子云也不再以共價(jià)鍵鍵合形式為主，導(dǎo)致其具有很高的脫離分子篩骨架傾向。 無(wú)論P(yáng)BU是[TO4]還是[TO6]，分子篩骨架中相鄰的PBU正常都是而且只能是通過(guò)PUB中的一個(gè)O連接，換言之，兩個(gè)PBU間只能通過(guò)多面體共頂點(diǎn)方式連接，每個(gè)O都是共用的，而O是除F外電負(fù)性最強(qiáng)的元素，成鍵時(shí)指定其化合價(jià)為-2，因此每個(gè)O在一個(gè)PBU中只顯示為-1價(jià)，與O成鍵時(shí)Si、Ai、P分別顯示為+4、+3、+5價(jià)，sp3雜化的[SiO4]、[AlO4]、[PO4]整體分別顯示0、-1、+1價(jià)是很自然的了。 |
2樓2015-01-29 10:28:23
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