為什麼對稱性越高,分子越穩定?

時間 2021-06-03 20:47:10

1樓:rreedd

首先這個命題是錯誤的。

要證明命題錯誤很簡單,只需舉出乙個反例即可,比如水、二氧化硫、氨、過氧化氫分子等等,反例太多。

進一步思考,為什麼這樣的說法不對,或者換句話說,為什麼分子的穩定性和對稱性沒有必然聯絡?

要解答這個問題,可以先從樓上提到的Jahn-Teller畸變入手,即在一定情況下,分子可以通過降低對稱性來達到更低的能量,即更高的穩定性。

從更深刻的角度來看待這個問題,我認為「分子對稱性越高越穩定」這種觀點的內涵應該是「分子中的電子在空間中排布更加對稱分散時體系能量更低」,這種觀點的核心在於將電子看作互斥的帶電粒子,那麼既然電子互斥則高對稱性的空間構型能夠降低互斥導致的勢能公升高。

然而這是乙個錯誤的直觀認識。

造成對稱性較低的分子反而更穩定正確的內在原因應該是「分子中的電子在成鍵分子軌道中更加分散分布時體系能量更低」(基於離域的分子軌道理論),而成鍵分子軌道的最優空間構型,主要取決於成鍵作用帶來的有利的能量下降,其次才是電子間的排斥帶來的能量上公升。

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