分子的建構問題

有機化合物的一大特點是含碳。這一特點與生物的存在和生物化學的研究工作有著必然的聯繫，故弄清有機化合物分子的建構理論對於生物化學乃至人體科學的研究皆具有基礎性的重要意義。

按照宇丹質化學理論的觀點來看，有機化合物分子結構的一大特點是：組成它的C、H、O、N、P、S等原子之間的結合，全是由二原子相互提供等數電子構成共用軌道鍵來實現的。每個共用軌道上只有兩個自旋相反的電子。而且，共用軌道內的每一個離子實（因相互提供電子，這種電子脫離了原來的原子的電子軌道，故稱這種原子爲離子實）的外層電子（包括共用電子）必須滿足原子的穩定結構——H爲2個，其餘原子爲8個——的要求。只有與之化合的極少數金屬元素，由於其作用與絡合物的中心離子（或原子）相似，故外層電子數可以少於8個。

宇丹質化學的觀點與以往電子雲共價理論等所有理論完全不同，它要達到的目的是使每個化合物分子皆具有自己的電子軌道屏蔽而自成一體，以此與分子的實際情況相符合。

當我們用分子的電子軌道理論來觀察分子時，不僅會明白每種化合物分子一定具有特定的屏蔽結構的道理，而且還會明瞭化合物分子之間具有絡合鍵——相鄰分子的軌道電子同向運轉，其電子尾巴——宇丹質連射線相互吸引是産生分子間引力的原因，以及宇丹質連射線同向相斥是流體分子間産生斥力而使分子産生布朗運動的物理原因。

下面，我們分別列舉有代表性的有機化合物分子來闡明宇丹質化學關於有機化合物分子的建構理論，並分析其結構和空間狀態。

（1）由單共用電子軌道建構的甲烷分子CH₄：

按照電子雲共價理論，甲烷的電子式和結構式是：

和作爲教學上的簡單運算式，上述電子式和結構式是必要的。但用電子雲理論去解釋，共用電子只有存在於電子雲重疊處才起到結合作用，這不僅與電場力作用原理大相徑庭，而且與動態電子運動的規律不符。所以用電子雲理論完全講不出分子中原子相結合的道理。

宇丹質化學理論則不同。認爲二原子接近時，共用電子在二原子核的引力和電子本身高速運動的衝力共同作用下，必然要在二原子交界處從一個原子的電子軌道飛向另一個原子的電子軌道而形成二原子的共用電子軌道。

現在，我們用宇丹質化學的共用軌道理論來建構CH₄分子。我們知道C爲四價元素，它有4個價電子，兩個價電子軌道。如 YL（82）圖所示，當一個 C原子與4個H原子接近時，C原子的一個價電子軌道要分別向左右兩邊的H原子相互提供一個價電子，與H原子形成左右兩個共用電子軌道；C原子的另一個價電子軌道要分別向上下兩個H原子相互提供一個價電子，與上下兩個H原子形成兩個共用電子軌道。這樣，繞C原子核運轉的價電子達到了8個的穩定性要求，繞H核運轉的價電子達到了二個的穩定性要求，整個CH₄分子是被共用電子軌道——分子的電子軌道屏蔽著而自成一體的穩定分子。由於CH₄的四個共用電子軌道産生於C原子的兩個近於互垂的價電子軌道，所以，橫向的兩個“C—H”共用電子軌道本應共面，縱向的兩個“C—H”共用電子軌道也應共面。但是，由於H核之間的斥力相等，H核之間的距離就應該相等，所以，H核之間斥力作用的結果對電子共用軌道産生了扭轉作用，這樣，每兩個“C—H”共用電子軌道之間的夾角就成l09°28′。故CH₄分子是立體結構。

 （2）由雙共用電子軌道建構的C₂H₄乙烯分子

如 YL（83）圖所示，在C₂H₄分子中每個C原子的兩個價電子軌道上的價電子都要分離重組，每個C原子向鄰近的H原子相互提供一個價電子形成共用電子軌道；C原子之間相互提供不共面的兩個價電子形成兩個共用電子軌道。這樣，繞每一個C離子運轉的價電子滿足了8個的穩定性要求；每一個H核滿足了2個價電子的穩定性要求。整個C₂H₄分子被共用電子軌道——分子的電子軌道屏蔽著而成爲自成一體的穩定分子。由於H核之間的斥力相等，H核之間的距離也應相等，所以在建構C₂H₄分子過程中形成的共用電子軌道全部都要産生扭轉，而使每兩個“C—H”共用電子軌道之間的夾角近於l09°28′。故C₂H₄分子是立體結構。

在“C—C”的兩個共用電子軌道上，由於電子之間的斥力，加上軌道電子尾巴的宇丹質連射線之間既存在引力又存在斥力，所以兩個共用電子軌道是相互幹擾的，電子的軌道是波形曲線。這兩個共用電子軌道平面交角的平均值近於90°。由於每個C離子周圍有兩個“C—H”共用軌道電子是同向運轉的，它們的宇丹質連射線尾巴之間産生了引力，故在“C—C”之間引力相對增強，斥力相對減弱，C離子間距離較“C—H”爲近。

（3）由三個共用電子軌道建構的 C₂H₂乙炔分子：

如YL（84）圖所示，兩個C原子各提供三個價電子組成軌道，C原子間有三個共用電子軌道。其中2、3共用電子軌道應是二C原子各自的一個價電子軌道上的兩個價電子相互直接飛向對方原子重組而形成的。二C原子各自的另一價電子軌道相互提供一個價電子共同形成1號共用電子軌道，各自剩餘的一個價電子與H原子的價電子形成“C—H”共用電子軌道。所以，共用電子軌道1與“C—H”共用電子軌道是共面的。這樣，繞C離子運轉的價電子滿足了8個的穩定性要求，繞H核運轉的價電子也滿足了2個的穩定性要求，整個C₂H₂分子被共用電子軌道——分子的電子軌道屏蔽著而成爲自成一體的穩定分子。

由於“C—C”之間存在兩個“C—H”共用軌道電子的同向運轉，電子尾巴之間産生了引力，故C離子之間的距離要遠小於C與H核之間的距離。C₂H₂分子是線形結構。

用C₂H₄乙烯分子與C₂H₂乙炔分子比較，由於C₂H₄分子的二C離子之間存在兩對“C—H”軌道的同向運轉的共用電子，而C₂H₂分子的二C離子之間只存在一對“C—H”軌道的同向運轉的共用電子，故前者 C離子之間的引力要大於後者C離子之間的引力，因此可以判定C₂H₂分子比C₂H₄長些。

（4）三碳環丙烷分子C₃H₆的建構：

如 YL（85）圖所示，每個 C原子向它附近的每個C和H原子相互提供一個價電子形成兩對“C—C”和“C—H”共用電子軌道，這樣，所有的C離子和H核的價電子數皆滿足了穩定結構的要求。由於每兩個C離子之間皆存在兩對沿“C—H”共用軌道同向運轉的電子，因而增大了C離於之間的引力，故C離子之間的距離較H核與C離子之間的距離近得多，三個C離子是緊縮在一起的。由於H核之間斥力很大且所有H核之間的斥力相等，所以，在斥力作用下“C—H”共用電子軌道皆必須扭轉一定的角度，使C₃H₆分子形成立體結構。

（5）六碳環式苯分子C₆H₆的建構：

在C₆H₆分子中，每一個C原子都要與它附近的一個C原子相互提供兩個不共面價電子軌道的價電子形成兩個共用電子軌道，而與附近另一個C原子相互提供一個價電子形成共用電子單軌道，且與附近的H原子相互提供一個價電子形成共用電子單軌道。這樣，所有的C和H核都滿足了穩定結構價電子數的要求。C₆H₆分子內層的6個C離子中，爲雙共用電子軌道的兩個C離子間由於有兩對化學鍵，故其間距離比只有一對化學鍵的兩個C離子之間的距離要近。由於H核之間斥力相等而距離亦相等，故6個H核形成的C₆H₆分子的球面爲8面體的球面。由於H的移動而牽動“C—H”共用電子軌道會扭轉一定角度，所以內層6個離子也不共面，而形成內層8面體的球面。

 （6）存在金屬元素共用電子軌道的乙酸鎂分子(CH₃COO)₂Mg的建構：

Mg爲二價元素，它有兩個價電子共一個電子軌道。(CH₃COO)₂Mg分子是由Mg原子與兩個CH₃COO分子中的 O原子分別相互提供一個價電子形成共用電子軌道鍵建構的。在整個(CH₃COO)₂Mg中，唯獨Mg離子的外層價電子（共用電子爲4個）沒有滿足原子的穩定結構的要求。那麽，Mg原子與兩個CH₃COO分子的結合，爲什麽應是共用電子軌道鍵而不是以往化學理論所說的離子鍵結合呢？這是因爲有機化合物分子皆不可能構成晶體，Mg與CH₃COO之間不可能通過得失電子來形成空間點陣結構。Mg和一切金屬元素在有機化合物中只能起到如絡合物分子的中心體似的作用。筆者在絡合物一章中曾指出，絡合物中心體由於其周圍存在配位體的屏蔽作用，故它的外層價電子數可以不滿足原子穩定結構的要求而達到穩定狀態。所以，通過Mg與O的共用電子軌道鍵的聯繫，整個(CH₃COO)₂Mg分子便形成了電子軌道全屏蔽而自成一體的鏈狀分子。

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