8-N法则不仅适用于非金属单质,也适用于非金属间 化合物。例如, 碳的三种异构体的结构特征和成键规律 也相应地在三族有机化合物中表现出来：
脂肪族化合物(RX)的代表正烷烃中, C的四面 体取向成键特征类似于金刚石。
芳香族化合物(ArX)的代表苯C6H6中,C的平面 三角形成键特征类似于石墨。
球烯族化合物FuX中,C的球面成键形成封闭多 面体，类似于球烯。
分子又能形成几种晶体结构 (如S8分
子形成正交硫和单斜硫)。 室温下所有的晶体硫都是由Sn环
S8
组成, n从6到20。S在室温下唯一稳定
形式为正交硫, 其中的分子是皇冠状
S8环。
S6、S8、S12、Sx等分子形成的晶体，分子中每 个S原子均与2个S原子成键，S-S键长206pm，SSS 约为105o。
这是非金属元素化学的又一特征: 尽管元素可能 形成各种同素异构体，但每种原子的成键方式、配 位情况、键长、键角等数据基本保持一致或有限的 几种情况。
Se和Te也有多种同素异构体，室温 下稳定结构中，每个原子也是二配位。
Se-Se键长237pm。硒也有Se8环状 分子,能形成红色单斜晶体。但室温下最 稳定的是原子数近乎无限的准一维螺旋 链构成的晶形物质灰硒, 可作光电池 （复印机中的硒鼓是用无定形硒与砷硒混合物制做的）。
PF6- (6BP) 正八面体形
IF5 (5BP+LP) 四棱锥形
ICl4- (4BP+2LP) 平面正方形
NO2- （115o)
NO2(132o) NO2+(180o)
想一想，CaF2 、SrF2、BaF2是什么构型：
碱土金属二卤化物的弯曲程度（弯曲程度越大，键角越小），从 中心原子看是Ba>Sr>Ca>Mg>Be,从配位原子看是F>Cl>Br>I。这从下 列数据可以清楚地看出：
与金属相比, 非金属的数量少 得多。目前在元素周期表中有110 多种元素,非金属元素只占20余种, 分布在p区。p区中整个一列稀有气 体都是非金属元素，其余非金属元 素很有规律地占据右上角区域。
非金属元素数量虽少，但成键 规律、结构特征都与金属元素有所 不同。
非金属单质中定域共价键占主导地位，与金属单质 中金属键占主导地位形成鲜明的对照。
氮族其余元素符合8-N法则。
例如, 剧毒的白磷由正四面体形P4分子组成, 其中每个 P原子以3个单键与其他P原子结合。 P-P、P =P和P P的键焓分别为200kJ·mol-1、 310kJ·mol-1、490 kJ·mol-1，单键比相应数目的 重键更稳定。只有800oC以上, P2分子才有显著 的平衡浓度。
5.8 多原子分子的谱项
5.8.1 电子组态与分子谱项 5.8.2 荧光与磷光
5.9 配位场理论
5.9.1 晶体场理论(CFT) 5.9.2 配位场理论(LFT) 5.9.3 T-S图与电子光谱
5.10 分子轨道对称性守恒原理
5.10.1 前线轨道理论 5.10.2 相关图理论
5.1 非金属元素的结构化学: 8-N法则
5.5 饱和分子的正则轨道与定域轨道 5.6 缺电子分子的结构
5.6.1 缺电子原子化合物的三种类型 5.6.2 硼烷中的多中心键 5.6.3 金属烷基化合物中的多中心键
5.7 等瓣类似性关系
5.7.1 等瓣类似性概念 5.7.2 八面体构型金属-配体碎片与有机碎片的等瓣类似性 5.7.3 其他构型的金属-配体碎片与有机碎片的等瓣类似性 5.7.4 各种配位的分子碎片的等瓣类似关系小结 5.7.5 等瓣类似性原理的应用实例
构造Walsh图的一般步骤是： （1）若一种分子有两种可能的构型，画出这两种构型的 MO； （2）MO能级随构型的变化规律是：若构型变化使AO同 相重叠增大或异相重叠减少，MO能级下降；反之上升；
（3）找出这两种构型的公共子群，据此对所有MO进行 对称性分类；
（4）自下而上，在两种构型的对称性相同且能级相近的 MO之间连接相关线；
第5章目录
5.1 非金属元素的结构化学:8-N法则 5.2 非共轭分子几何构型与VSEPR规则 5.3 分子几何构型与Walsh规则 5.4 共轭分子与SHMO法
5.4.1 丁二烯离域大π键的SHMO处理 5.4.2 简并轨道的求解与等贡献规则 5.4.3 直链和单环共轭体系本征值的图解法 5.4.4 分子图：π电子密度、π键级、自由价 5.4.5 共轭效应 5.4.6 共轭分子在现代科技中的应用 5.4.7 超共轭效应
更多事实表明, 如果单质中形成π 键、多中心键, 或d轨 道参与成键，8-N法则可能失效。例如, 臭氧O3除σ键外, 还 有3c-4e离域键Π34，中心O原子为二配位, 两端的O则不然。
氧族其余非金属元素符合8-N法 则，倾向于形成单键，聚集成较大分 子，常温下为固体。
硫有近50种同素异构体，同一种
H4为什么不成为正四面体形构型？若如此，要求eu（D4h） MO在Td构型中能级大幅下降，但D4h构型变为Td时，正方形构型 沿对角线折叠，eu MO（D4h）尽管节面数不变但异相位重叠增 加，能级大幅度上升；b2g MO（D4h）节面数减少而同相位重叠 增加，能级下降，D4h 中的b2g MO和eu MOs在Td中将共同成为三 重简并t2 MOs。H4成为正四面体形构型并不比直线形构型更有利。
金属键没有饱和性和方向性。对于金属单质结构， 几何因素起重要作用, 大多数金属单质晶体采取简单的 密堆积结构。
共价键有饱和性和方向性。非金属原子以共价单键 结合时，周围通常配置8-N个原子，非金属间化合物配 位也如此。N是非金属元素的族数(按罗马数字编号系统)， 这就是格里姆-索末菲法则,即8-N法则。
(4) 对于4BP+1LP、3BP+2LP、2BP+3LP，LP均处于赤道位 置而不在极轴位置。
（5）为分子几何构型命名时，只看BP的排布方式，不再包括 LP。
（6）由于LP处于中心原子A上, 两个LP之间产生的斥力较大 （LP-LP > LP-BP > BP-BP），所以，有时可能需要对分子几 何构型作一些轻微调整。单个孤电子也按LP对待，但产生的斥力 较小。
MgF2 (158o) CaF2 (140o) SrF2 (108o) BaF2 (100o)
MgCl2 (180o) CaCl2 (180o) SrCl2 (130o) BaCl2（120o)
MgBr2 (180o) CaBr2 (180o) SrBr2 (180o) BaBr2
MgI2 (180o) CaI2 (180o) SrI2 (180o) BaI2(170o)
稀有气体
稀有气体的N=8 ，8-N=0, 所以是单原子分子。在低温 下，Ne、Ar、Kr、Xe单原子分子按立方最密堆积形成晶 体, 而He在2.5K、6.1MPa下形成六方最密堆积晶体:
He
Ne Ar Kr Xe
卤素
卤素的N=7 ，8-N=1, 分子是双原子分子。Cl2、Br2、I2分 子结晶成正交晶系晶体，三者的键长在晶体中依次渐增得较 快, 化学键有所削弱（例如，I2结晶后振动频率下降），分子 间距离却增加较慢, 故分子间作用逐步增强。
VSEPR对此不能解释，基于MO理论的Walsh图可以解释，基本 原因是d 轨道的收缩。详细讨论参见J. Chem. Educ.,47,18 (1970)。
5.3 分子几何构型与Walsh规则
用定性MO方法能够总结出许多分子的几何构型随电子 数的变化规律。由A.D.Walsh创立的Walsh图，是画出分子 构型改变时各有关MO能量的变化，总结分子构型与价电子 数的关系，预测分子构型。
砷蒸气中的As4也是四面体结构。 P、As（及金属元素Sb、Bi）都有多种同素 异构体，但每个原子都有3个较近的原子配位。
C Si Ge Sn
碳族元素的N=4 , 8-N=4。C、 Si（及金属元素Ge、Sn）都有同 素异构体，不过, C、Si、Ge、Sn 都有4配位的金刚石型结构。
Sn的金刚石型结构为灰锡。 另一种白锡型结构中，每个原子 有4个最近邻和2个次近邻原子。Si、 Ge也是如此。
金刚石型结构
碳还有石墨型和球烯型结构: 石墨虽有六方和三方晶系, 但层形分子中C都是sp2杂化, 除形成 CC共价键外, 还有遍及一层的离域大π键, 层上成键不遵从8-N法则。 球烯也不遵从8-N法则。
石墨结构(红、灰色球均为C)
C60
B
硼族元素只有B是非金属。单质硼 存在着硬度很大且耐高温的多种晶型, 复杂性仅次于硫。 已知有16种以上的 同素异构体，其中，3种晶体含B12二 十面体。二十面体是硼化学中非常重 要的基本结构单元，大多数硼氢化物 及其负离子都与这一结构有关。硼化 学有复杂多样的结构，为此发展了几 种结构规则。
几点注意事项：
（1）对分子离子，正、负电荷均归到中心原子A上（这并不 完全具有物理真实性）。
（2）根据中心原子A的价电子数和成键情况，确定中心原子 的成键电子对BP数目(每形成一个BP, A贡献一个价电子, 另一个 价电子由B贡献) 及孤电子对LP数目的总和。
（3) 有重键时，重键被看做“超级电子对”，它只用去更多 电子但不产生新的排布方向。例如, AB之间每形成一个二重键时, A、B各贡献两个价电子，但每个二重键当然是指向同一个方向, 而不会是两个方向。
（5）对称性相同的相关线不可相交。 然后，根据各MO能级高低，考察一定数目的价电子填 入轨道后，哪种构型总能量更低、更稳定。 对一些简单分子，MO能级随构型变化的升降很容易直 观地看出，不必使用公共子群的不可约表示来标记MOs。
实例1.
据此可以得到Walsh规则：
H32+、H3+应当是正三角形构型，已观察到以此构 型形成很强的键。H3、H3-则应当是直线形构型。
Te-Te键长283pm，键角103o 左右。 稳定晶相也是准一维螺旋链。