化學鍵與分子形狀
缺電子化合物
在路易斯結構中,大多數原子最終被八個電子環繞。但有些中心原子根本沒有足夠的價電子去湊數,於是它們要麼滿足於少於八隅體,要麼把手頭僅有的幾個電子非常巧妙地共享出去。這些就是缺電子化合物,它們是硼和鈹的拿手好戲——位於 p 區和 s 區的偏左側。
經典的分子例子是三氟化硼 BF3。硼只有三個價電子,所以即使形成了三根 B-F 鍵,它周圍也只有六個電子——比八隅體少兩個。這個空位使 BF3 成為強路易斯酸:它渴望從別的物種那裡接受一對孤對電子,形成像 F3B-NH3 這樣的加合物。更引人注目的例子是硼氫化物(硼烷),如乙硼烷 B2H6,那裡電子太少,根本畫不出普通的結構;分子用三中心二電子鍵解決了這個問題——一對電子把跨越三個原子的 B-H-B 橋維繫在一起。
缺電子化合物之所以重要,是因為它們對電子的渴求使它們既活潑又有用:三鹵化硼是常用的路易斯酸催化劑,而硼烷和碳硼烷奇異的成鍵方式催生了一整個由韋德規則概括的簇合物化學子領域。它們也清楚地提醒我們,八隅體規則只是指導原則——有時大自然真的會以少充數。
在乙硼烷 B2H6 中,兩個硼原子由兩個橋連氫相連。電子不夠形成四根普通的 B-H 橋鍵,所以每個橋都是三中心二電子鍵:一對電子瀰散在一個 B-H-B 三角形上。
電子太少,無法形成普通鍵:乙硼烷把電子對共享在三個原子之間。
缺電子並不意味著不穩定:BF3 是一種相當穩定的氣體。它指的是中心原子沒有湊足八隅體,因而使該化合物成為渴望接受更多電子的路易斯酸。
又稱
另見