在B2H6分子中,共有14個價軌道(硼原子的電子層由1s22s22p1激發(fā)為1s22s12p2之后,進(jìn)行sp3雜化,兩個原子共有8個價軌道,六個氫原子有6個價軌道),但只有12個價電子(硼的4個sp3雜化軌道中只有3個軌道上有電子,另一個軌道是空著的),所以它是缺電子分子。在這個分子中,有δ個價電子用于2個硼原子各與2個氫原子形成2個B—Hσ鍵,這4個σ鍵在同一平面。剩下的4個價電子在2個硼原子和2個氫原子之間形成了垂直于上述平面的兩個三中心-電子鍵,一個在平面之上,另一個在平面之下(見圖14-7)每個三中心兩電子鍵是由一個氫原子和兩個硼原子共用2個電子構(gòu)成的。結(jié)構(gòu)實驗指明這個氫原子具有橋狀結(jié)構(gòu),稱為“橋氫原子”,它把兩個硼原子連接起來了。這種三中心兩電子鍵是由三個原子(2個B,1個H)軌道組成三個分子軌道——成鍵、反鍵、非鍵軌道(其能級與原來的硼原子的一樣),而讓2個電子填充在成鍵軌道上形成的(見圖14-8)。所以在B2H6分子中共有兩種鍵:B—H(2c-2e)硼氫鍵和(3c-2e)氫橋鍵。在高硼烷中,除了有這兩種鍵以外,還可能有:B—B(2c-2e)硼—硼鍵,
(3c-2e)開口三中心鍵(明橋鍵)和
閉合三中心鍵(閉合硼鍵)。所以硼烷分子中常見的鍵型共有五種。
高硼烷的分子構(gòu)型為正二十面體,或為不完整的二十面體碎片(去掉一個或幾個頂角)所具有的巢狀或蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(圖14-9)。
碳原子與B-為等電子體,若硼烷中的部分B-被碳原子取代,則得到硼烷的重要衍生物——碳硼烷,它們也是一些籠狀化合物。碳硼烷的陰離子又可以與一些過渡金屬離子或有機(jī)基團(tuán)形成碳硼烷的衍生物,硼烷還有含硫或磷等雜原子的衍生物。由此可以領(lǐng)會到硼化合物的多樣性和結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性。