第十五章含硫含磷化合物
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含硫有机化合物,分子中有碳硫键,在数量上仅次于含氧和含氮的化合物。
含磷有机化合物,是含有碳磷键的化合物或含有机基团的磷酸衍生物。
含硫有机化合物主要存在于石油、动植物体内;
合成的含硫化合物,可以用作医药、农药、染料、溶剂、洗涤剂和橡胶硫化剂等。
含磷有机化合物有明显的生理作用;
有机磷化合物在农药、抗氧剂、表面活性剂、络合剂、阻燃剂等方面,有广泛的应用。
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1 硫、磷的电子构型
O:1s22s22p4;S:1s22s22p63s23p43d0。
可形成和氧、氮相似的化合物,但性质上存在明显差别。
N:1s22s22p3;P:1s22s22p63s23p33d0。
硫、磷的价电子构型和氧、氮相似,但为第三电子层。
醇ROH,***R3N;硫醇RSH,膦R3P。
存在3d空轨道,由于这些d轨道的存在和参与成键,可形成不同于氧、氮的高价化合物。
原因:硫、磷与氧、氮相比,原子体积大,电负性小。
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2 成键特征
(1) 利用3p轨道形成π键
硫原子可形成和羰基相似的基团,但都很不稳定,易聚合成只含σ键的化合物。
硫醛
硫***
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原因:硫的3p轨道比较扩散,与碳的2p轨道不能有效重叠,所以3p轨道形成的π键不稳定。
磷原子的3p轨道更难形成π键。
只有少数含这样π键的硫化合物,二硫化碳、硫脲、硫代羧酸及其衍生物是稳定的。
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(2) 利用3s、3p的sp3杂化轨道形成σ键
形成具有四面体结构的化合物,结构与***相似。
***
膦
硫醚
季铵盐
锍盐
季钅
粦盐
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硫:sp3d2杂化SF6;磷:sp3d杂化PCl5、P(C6H5)5。
(3) 利用3d轨道成键
价电子越迁到3d轨道上,形成由s、p、d组成的杂化轨道,以σ键形成高价化合物。
SF6
PCl5
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3d
利用3d空轨道来接受外界提供的未成键电子对,形成d-pπ键。
2p
含硫化合物中的亚砜和砜,含磷化合物中的磷酸酯等都含有这种d-pπ键。
亚砜
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1 结构类型
(1) 二价硫化合物
醇、酚、醚的相似物,基团—SH称为巯基。
硫醇
硫酚
硫醚
二硫化物,是过氧化物的相似物。
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含C = S键的化合物,硫醛、硫***极不稳定。
羧酸的相似物,硫取代羧酸分子中的氧。
硫脲
硫醛
硫***
硫代羧酸
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