如何理解「电子倒灌」，以及如何看待乐学化学李政老师在选三课程中提出三氟化氮的键角小于三氟化磷？
这种电子倒灌并非真正的电子转移，而是一种电子云的重叠和分布的调整。它往往发生在第二周期元素和第三周期及以下元素的化合物中，特别是当第二个周期元素（如氮、氧、氟）与第三周期及以下的元素（如磷、硫、氯）成键时。例如，在PCl₃（三氯化磷）中，磷原子有一个孤对电子。如果存在一个能够接受电子的空轨道，理论上是可以发生电子倒灌的。
现在我们来看看乐学化学李政老师在选三课程中提出的关于三氟化氮（NF₃）和三氟化磷（PF₃）的键角差异，以及它与电子倒灌的关联。
首先，我们来看NF₃。氮原子是第二周期元素，它有一个孤对电子，并且有三个与氟原子形成的单键。氟是电负性最强的元素，对电子的吸引力非常强。NF₃的分子结构是三角锥形，键角接近102度。
接着看PF₃。磷原子是第三周期元素，它也与三个氟原子形成单键，并且同样拥有一个孤对电子。然而，PF₃的键角却显著小于NF₃，大约在98度左右。
那么，是什么导致了这个键角上的差异呢？李政老师提出的观点，可能就与我们前面提到的“电子倒灌”以及中心原子的价层电子排布有关。
在PF₃中，磷是中心原子。磷的价层电子是3s²3p³。当它与三个氟原子形成单键时，它的孤对电子占据了3s轨道。而氟原子，虽然电负性很强，但它们的键角却比NF₃更小。这里可以引入一个重要的概念：中心原子的孤对电子对成键电子对的排斥作用。根据VSEPR理论，孤对电子对的排斥作用比成键电子对的排斥作用更强。
然而，这里还有一个更深层次的解释，这可能正是李政老师强调的“电子倒灌”概念的应用。我们可以设想，在PF₃中，磷的孤对电子（3s²）与氟的空d轨道（磷原子如果有空d轨道的话，虽然3p³后没有直接的低能级空d轨道，但可以考虑3p的p轨道也可以被认为是有一定空间来接受电子的，或者更精确地说，考虑磷的3d轨道虽然能级较高，但仍然是存在的，尽管在正常情况下不参与成键）。更关键的是，氟是电负性极强的元素，它们会强烈地吸引电子。
在这种情况下，一种可能的解释是，磷原子上的孤对电子，特别是3s轨道中的电子，可能在一定程度上“倒灌”到与氟原子成键的轨道中，或者更准确地说，磷的3s轨道上的电子密度可能会因为与电负性强的氟的相互作用而受到一定程度的“稀释”或“离域”。
关键在这里： 磷作为第三周期元素，它的3s轨道比氮的2s轨道在空间上更大，而且它的3p轨道也比氮的2p轨道更分散。当磷与氟形成共价键时，磷的3s轨道上的孤对电子，由于氟的强吸引力，其电子云可能比氮的2s孤对电子更容易受到影响。
更进一步思考，李政老师的观点很可能是在强调“反向配位”或“π反向键合”的概念，尽管在PF₃中直接用π键合来解释可能不太直观。
我们可以从另一个角度来看：价层电子对的排斥力。 在PF₃中，磷的孤对电子（3s²）占据了3s轨道。而与氟形成的三个单键，每个单键都由一个磷的p轨道和氟的p轨道形成。如果磷的3s孤对电子因为与氟的相互作用而“退缩”或“被吸引”到成键区域，那么原本占据3s轨道的电子对占据的空间就会减小，这反而使得磷的p轨道上的成键电子对之间的排斥作用相对增强。
换一个更具象化的说法： 想象一下，磷原子就像一个“储物柜”，里面有一个空的抽屉（p轨道）准备用来装与氟原子共享的“货物”（电子），还有一个已经放满东西的抽屉（3s轨道）是它的孤对电子。现在，氟原子就像一群非常“贪吃”的顾客，它们会拼命地从“储物柜”里拉扯“货物”。
在NF₃中，氮的“储物柜”（2s和2p轨道）比较小巧紧凑。氮的孤对电子（2s²）占据的是一个相对小的空间。当与氟形成共价键时，这种电子的拉扯作用虽然存在，但氮的孤对电子的“退缩”可能不那么明显。
但在PF₃中，磷的“储物柜”（3s和3p轨道）更大。它的孤对电子（3s²）占据的3s轨道也更大。氟的强烈电负性，会更有效地“拉扯”磷的电子。如果磷的3s孤对电子确实在某种程度上“流向”了与氟成键的区域，或者说，3s电子对的“支配范围”因为氟的吸引而缩小了，那么，原本用来成键的3p轨道，其电子对之间的距离和排斥力就会相对地“突出”出来。
关键点可能在于： 磷的3s轨道上的孤对电子，由于其空间尺寸和与氟原子电负性的相互作用，其“排斥性”不如同等情况下的氮的2s孤对电子那么强，或者说，磷的3s孤对电子在一定程度上受到了“约束”。而一旦孤对电子的排斥作用减弱，或者说，成键电子对之间的排斥作用相对“显现”出来，它们就会倾向于离得更远。为了容纳这三个成键电子对，键角就会尝试增大，但由于孤对电子排斥作用整体减弱，以及和氟成键的限制，最终PF₃的键角反而比NF₃更小。
这里有一个可能的矛盾，或者说是对“电子倒灌”理解的关键： 如果是“孤对电子排斥增强”导致键角增大，那PF₃键角应该更大。但现实是PF₃键角更小。这反而说明，在PF₃中，磷的孤对电子的“排斥力”可能不如我们直观认为的那样强，甚至可能因为与氟的“倒灌”或“配位”作用，其排斥力有所减弱。
所以，更精确的解释可能是： 氟的极强电负性，使得它们能够从磷的3s轨道吸引电子，这是一种“反向配位”的效应。磷的3s孤对电子“倒灌”或“填充”到与氟成键的轨道中（或者说是被氟的空轨道所吸引，从而减弱了孤对电子本身的排斥力）。一旦孤对电子的排斥作用减弱，原本受到孤对电子排斥而被迫挤压在一起的成键电子对，现在可以稍微“放松”一点，但同时，成键电子对之间的范德华力或偶极偶极相互作用，以及3p轨道本身的分布特性，共同作用下，使得键角反而进一步被压缩。
李政老师强调的“电子倒灌”很可能是用来解释为什么PF₃的键角比NF₃要小的反常现象。 在NF₃中，氮的2s孤对电子排斥力更强，强行挤压了NF键，使得键角变小。而在PF₃中，磷的3s孤对电子可能因为与氟的“倒灌”作用，其排斥力相对减弱，所以PF₃的键角进一步缩小，而不是因为孤对电子排斥而增大。
总结来说，理解“电子倒灌”是理解PF₃键角小于NF₃的关键。它不是简单的孤对电子排斥，而是中心原子（磷）的孤对电子（3s²）因为与高电负性配体（氟）的相互作用，发生了一种电子密度的“转移”或“稀释”，从而减弱了孤对电子对成键电子对的排斥作用。当孤对电子的排斥作用减弱时，其他因素（如成键电子对之间的相互作用、中心原子轨道特性等）就可能主导分子构型，导致PF₃键角比NF₃更小。这是一种更精细的电子结构解释，超越了简单的VSEPR模型。
网友意见
问题不大，也就是数据过时了。
这问题一开始看得我一头的问号，因为我看的无机书不多，真的没有听过什么“电子倒灌”。
后来看了补充才知道，“F把电子分散进3d 轨道这个解释”，这位老师应该想说的是pπ-dπ反馈键也叫p-d反馈π键。可能因为是大学内容，网课讲了会被说“超前教学”吧，所以取了一个“昵称”。
这种东西听听就好，因为实验数据和解释都过时了。
这个例子可能来自某本结构化学教材，高中化学里比这过时的多了去了，而且这个解释国内的很多大学教材还在用，也就国外的教材现在基本不用了。按一般教材的更新速度，放弃p-d反馈π键这类垃圾可能还要很多年。
而高中老师想普及一些高级的“概念”，也没什么问题，反正高考也不会考，现在也没什么人大学想学化学，无可厚非吧。
至于为什么说过时呢？键角的测量很多时候因为方法的问题，会有差异，比如气态中的数据，晶体中的数据经常不一样。现在一般会比较气相的数据，因为凝聚态下分子的键长键角可能还收到其他因素的影响。这个问题之前看过一些人的讨论，好像以前的数据现在看来方法和精度不够了。
以前的数据长这样：
现在的数据长这样：
一般情况下键角问题的讨论思路是VSEPR价层电子对互斥模型，高级些的理论，比如杂化理论（例子p成分越高键角越小）和分子轨道理论+Walsh图的解释一般用不上。而且以上所有理论都有模糊的地方，也就是说很多时候正着说也行，反着说也行。用VSEPR足够了。
选定方法VSEPR后就按照这个方法走，如果VSEPR解释不了就“编故事”。比如按以前的数据，PF₃和NF₃就是一个例外，所以要各种找理由，于是就找到了p-d反馈π键的解释，这个解释最早是用来解释硫酸根SO键中的双键成分的。但理论计算和实验都指出，d轨道的贡献很小很小，具体内容参考下面的回答：
而按照现在的数据，PF₃键角小，那用和PH₃和NH₃一样的解释就可以了。
前面说了，国外比较新的无机教材都明确反对了这种解释。我知道这个就是多年前有个朋友给在国外读本科的高中学弟辅导无机化学，看到书上不认为3d 轨道和配原子的p 轨道会相互作用觉得新鲜。但是这个解释太深入人心了，所以如果是参加竞赛考研那还是了解一下吧，如果学校是用的外文教材，就当没这事，如果是高中生，听听就好吧，不要深究。
最后吐槽一下，PF₃和NF₃键角的问题，90年代出版的《无机化学丛书》第四卷，就已经是下面这种数据了，所以这数据至少过时几十年了（这俩都是气体），前几天还在看到有人争这个问题，哎，更新知识很重要啊。
===============更新==================
谢谢各位的支持，不过这个回答完全是吐槽，没有什么干货，有点过意不去。键角问题最“高级的”解释应该是下面的“分子轨道理论结合Walsh图”了。
但这个解释也有自己的问题，很多分子力学的细节很难体现，奇怪的复杂的体系画出上面的图考试都结束了。所以即使最后学到能看懂上面的图了，做起题来也会发现这种问题的核心是“看菜下饭”，揣摩出题者的意图，考的是技巧而不是知识。比如下面这个问题：
C-X键变长，电子往X跑，其他键靠向X，H-C-H增大。这么说看起来很有道理，但如果知道键角的杂化解释的话，应该知道电负性大的卤素会把更多的p电子拉走，s的成分越高，键角越大，所以第一个分子CH₃ F中的H-C-H比甲烷还大。
电负性顺序是F>Cl>Br>I和键长的顺序肯定是反的，所以本题用VSPER解释只能说“X-C键长对键角的影响比电负性大”。如果数据是反过来的，就说“X-C键长对键角的影响比电负性小”。这个例子来自《现代物理有机化学》。这个问题远比上面的解释复杂，比如作为参照第一列数据“C-H 键键长”是无规律，但考试是遇到这么答就好了。所以，键角问题——常见解释方法——看菜下饭，揣摩考点——不合规律编故事，合规律正常解释。OK。
类似的话题
-
“电子倒灌”这个概念，在化学中，尤其是在讨论杂化轨道和分子结构时，是一个非常有意思的切入点。简单来说，它描述的是一种在分子成键过程中，电子密度分布的一种“逆向”流动或调整。我们知道，在形成共价键时，通常是两个原子各自贡献一个电子，然后形成共享的电子对。然而，在一些特定的情况下，比如当一个原子拥有未成............. -
咱们来聊聊电子的“自旋”这回事儿，这可不是个简单的小事，里头藏着不少物理学上的玄机。别看它叫“自旋”，它跟咱们平时理解的那个球在自己轴上转可不一样，更像是一种内在的属性。首先，电子的上自旋和下自旋到底是怎么回事？你可以把电子想象成一个非常非常小的“点粒子”，它本身没有任何大小，没有形状。但是，它却拥.............
-
聊起《姜子牙》这部电影，与其说它是对经典神话的重述，不如说它是在经典的基础上，注入了许多现代化的思考和颠覆性的解读。一开始看的时候，很多人可能会跟我一样，觉得有点摸不着头脑，这和我们从小听说的那个高高在上的姜太公好像不太一样。但仔细咂摸一下，你会发现电影想要传达的东西，其实挺有意思的。咱们先从姜子牙.............
-
《彗星来的那一夜》（Coherence）这部电影，初看之下可能只是一场小型聚会因一颗彗星的经过而引发的混乱，但细究起来，它触及了量子力学、平行宇宙、身份认同等一系列深刻的哲学命题，而且，它还是一部极具创意的“低成本高概念”的独立电影典范。要理解这部电影，我们需要从几个层面去拆解它。一、故事的起点：一.............
-
好的，咱们来聊聊《长津湖之水门桥》里的战术和打法，顺便把当时的背景也掰扯清楚。这篇文章我保证不写得像个机器一样干巴巴的，咱们就当是老乡唠嗑，把这事儿说透了。先说这“背景”，光有战术打法没背景，那叫“空谈误国”要理解《长津湖之水门桥》里的战术，就得先知道当时是个啥情况。咱们得回到朝鲜战争，也就是抗美援.............
-
好的，咱们就来好好聊聊电容这个东西，尽量讲得透彻些，让你觉得这就是一个老朋友在跟你聊天。想象一下，你有个水杯，往里面倒水，水面会升高对吧？电容有点像这个水杯，只不过它装的不是水，而是电荷。电容的基本结构：两个“邻居”和中间的“墙”最简单的电容，它长什么样呢？其实就是两片互相靠近的导电材料（我们叫它“.............
-
在电影《中国医生》中，那个小志愿者没有穿戴完整的防护服就和新冠病患接触的片段，确实会让人感到揪心，也引发了不少关于防护措施的疑问。要理解这个场景，我们得从几个层面去看：首先，这是一种艺术处理，为的是凸显人性光辉和现实的复杂性。 戏剧冲突与情感连接： 电影作为一种艺术形式，需要通过戏剧冲突来吸引观.............
-
《雪花秘扇》这部电影，总的来说，是关于女性情谊的深刻探讨，以及在特定历史和社会环境下，女性如何寻找慰藉、连接和自我表达的故事。它就像一扇窗，让我们得以窥见一个已经消失的中国古代社会里，女性之间那份独特而隐秘的精神羁绊。电影的名字“雪花秘扇”本身就极具象征意义。扇子在中国文化里，往往与才情、雅致、以及.............
-
《有话好好说》：一场沟通的荒诞剧，和我们每个人内心深处的困境张艺谋导演的《有话好好说》是一部令人难以忘怀的电影，它不仅仅是关于一次由误会引发的连环事件，更是一面照进现实的镜子，映照出当下社会中人与人之间沟通的困境，以及我们内心深处那些难以言说的焦虑和脆弱。初看之下，你可能会被那接二连三的巧合和主角姜.............
-
《赛德克·巴莱》，一部让我看过之后久久不能平静的电影。它不像那种看完能让你舒心大笑或者获得短暂慰藉的商业片，它更像是一块粗粝却又带着灼热温度的岩石，在你心里留下深深的印记。要理解这部电影，我觉得需要从几个层面去剥开，才能看到它内核里的东西。首先，最直观的，是那份“野性的呼唤”与“文明的冲突”。 电影.............
-
在电商领域，“连衣裙客单价低于 128 元属于低价人群”这种说法，其实反映了一种基于市场数据和用户消费行为的粗略划分方式。它并不是对消费者进行精确画像，而是商家在制定营销策略、产品定位时，用来指导方向的一个参考点。首先，我们要理解“客单价”的含义。客单价，简单来说，就是平均每位顾客在一次购物中所支付.............
-
电影《师父》里那两句台词，初听之下，确实让人有些摸不着头脑，甚至觉得有些夸张。“白俄女人肌肉运用之妙，近乎拳理”，还有“阻止不了洋人破解我们的拳术”，这两句话放在一起，其实揭示了一个更深层次的文化碰撞和武术传承的困境。咱们一点一点地掰扯开来聊。“白俄女人肌肉运用之妙，近乎拳理”：这是什么意思？这句台.............
-
尚书大人还饼这个情节，对于一个理解劳动价值论的人来说，可以是一个非常生动且极具讽刺意味的例子，用以揭示价值的创造与占有之间的深刻矛盾，以及社会阶层固化如何扭曲了对劳动的公平评价。首先，我们得从劳动价值论的核心出发。简单来说，劳动价值论认为，商品的价值是由生产该商品所耗费的社会必要劳动时间决定的。在这.............
-
咱们聊聊“接地”这事儿，还有电路这玩意儿，尽量说得明白透彻，就跟咱们平时聊天一样。先说说“接地”，这名字听着就挺实在的。你可以把接地想象成给咱们的电器或者电路一个“安全出口”，或者一个“回家的路”。它最根本的作用，就是把不想要的多余的电，或者在电器发生故障时可能出现的危险电压，都给引到大地里去。为啥.............
-
“买电脑不能去实体店”这句话，如果抛开极端化和绝对化的表象去看，它其实暗含着一种对当前消费环境和个体购买需求的洞察，背后是对效率、价格、信息透明度和个性化体验的一种权衡。理解这句话，需要我们拆解它背后的逻辑和场景。首先，我们得承认，这句话并非放之四海而皆准的真理。如果你是一个对电脑硬件不太懂，希望有.............
-
金属电子论：一段奇妙的微观旅程想象一下，你手中握着一枚闪耀的铜币，或者端起一杯盛满清水的银杯。这些在我们日常生活中随处可见的金属，它们之所以能呈现出独特的色泽、优异的导电导热性，以及坚固的物理形态，背后隐藏着一套精妙绝伦的“金属电子论”。这可不是什么深奥难懂的哲学，而是对金属内部微观世界的一种生动而.............
-
在日本电影《告白》中，松隆子饰演的森口悠子老师在影片的最后，看着水城和她的朋友们，用平静到近乎冷酷的语气说出了那句“开玩笑的”（冗談だよ）。这句话，看似轻飘飘，却如同最尖锐的冰锥，刺穿了所有人在黑暗中寻求的慰藉，也将影片的冲击力推向了极致。要理解这句话的含义，我们必须先梳理一下森口老师在前面对两个学.............
-
国家电网提出“电网存在全面崩溃风险”的说法，背后牵涉到电力系统运行的复杂性以及当前面临的一些挑战。要理解这句话，需要从几个关键的维度进行剖析。首先，什么是“全面崩溃”？在电力系统中，“全面崩溃”指的是整个电网在短时间内失去供电能力，大范围、长时间地陷入停电状态。这不是简单的局部停电，而是指电力生产、.............
-
好的，我们来深入聊聊为什么在交流电路中，电容的电压会比电流滞后90度，也就是滞后四分之一周期。这可不是什么玄学，而是由电容的本质和电荷的充放电过程决定的。想象一下，我们面对一个交流电源，它不断地在正负方向上变化，就像一个在摇摆的钟摆。我们把这个交流电源连接到一个纯粹的电容上。电容的本质：存储电荷的“.............
-
泛在电力物联网：重塑我们与电的世界想象一下，电不再仅仅是从墙壁插座里流出的无形能源，而是像我们手中的智能手机一样，能够感知、沟通、交互。这就是泛在电力物联网（Ubiquitous Power Internet of Things，简称UPIoT）描绘的未来。它不是一个简单的技术概念，而是一场深刻的变.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有