杂化类型判断

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1、杂化轨道类型判断摘要1、杂化轨道类型与什么有关？2、杂化轨道类型判断方法有哪些？3、解析杂化轨道类型的判断方法。关键词杂化轨道、价层电子对数、数轴法、中心原子正文1、在无机化学中,准确地预测和判断共价多原子分子或离子的中心原子轨道杂化类型是确定分子或离子空间构型、原子间成键情况及有关性质的前提.由于原子结合成分子的复杂性和多样性,即使同一元素的原子在不同分子或离子中做中心原子时,往往也采用不同的杂化类型(例如价电子结构为2s22p2的C原子做中心原子时,在CH4中呈sp3杂化,CO32-中呈sp2杂化,而在CO2中则呈sp杂化).中心原子

2、轨道杂化类型的预测和分析,需在列出中心原子价电子结构的基础上,充分考虑与其键合原子的结构、数目及可能出现复键的形式,分析中心原子价电子是否需要激发,是否需要预留纯粹的部分轨道形成π键或大π键,以及中心原子在轨道杂化后是否含孤对电子及其数目等诸多不确定因素,采用试探的方法进行分析和确定杂化类型.一般在预知分子空间构型的前提下,中心原子轨道杂化类型较易确定,但对不知空间构型且结构比较复杂的分子或离子,中心原子轨道杂化类型的确定就比较困难。现在也有简单判断杂化轨道类型的说法：中心原子通过杂化轨道与成键原子的价层轨道形成共价键的时候,为了保证分子

3、的稳定性最强,杂化轨道间也必须采取夹角最大、斥力最小的分布.所以,成键时中心原子杂化轨道中填充的必定是σ键电子对和孤电子对,而不可能是π键电子,π键电子只能填充在非杂化轨道中.2、价层电子对数判断法，中心原子成键数目判断法，数轴法判断法，不饱和度判断法（不要求）3、（一）　价层电子对数判断中心原子的杂化轨道类型不需要预知共价多原子分子或离子的空间构型,只要简单的计算出其价层电子对数,即可预测中心原子轨道可能的杂化类型,然后再根据其原子轨道上电子的具体排布等进一步确定杂化情况(杂化轨道中无孤电子对存在的为等性杂化,有孤电子对存在的为不等性杂

4、化).如SF6的中心原子S的价电子数为6,键合原子F各提供1个成键电子,价电子对数=(6+1×6)/2=6,则S应发生sp3d2杂化;AsO43-中心原子As的价电子数为5,原子O属氧族,可认为不提供电子,离子带3个负电荷,价电子对数=(5+3)/2=4,则As应发生sp3杂化;COCl2中心原子C的价电子数为4,键合原子O属氧族,可认为不提供电子,每个Cl提供一个成键电子,价电子对数=(4+1×2)/2=3,则C应发生sp2杂化;XeOF4中心原子Xe的价电子数为8,键合原子O可认为不提供电子,F各提供一个成键电子,价电子对数=(8+1

5、×4)/2=6,则Xe应发生sp3d2杂化(键合原子数少于价电子对数存在孤电子对,因而为不等性杂化).（二）、中心原子的成键数目判断杂化轨道类型设H为中心原子的杂化轨道数，S为端基与中心原子形成σ键的数目，m为孤电子对，n为配位键电子对。由于П键电子只能填充在非杂化轨道中，所以不参与在杂化轨道中，为了便于观察，设П键数目为K，不计入到中心原子的杂化轨道数中。H=S+m+n下面介绍部分分子或离子杂化轨道的计算：化学式SmnKH杂化类型NH331004sp3CH440004sp3CO11022spSF660006sp3d2H3O+21103s

6、p2SO330013sp2SO221023sp2NO-330013sp2NO221013sp2(三)由数轴法判断中心原子的杂化类型共价分子ABaHb中的所有价电子(V),完全要用来满足b个配位原子H的二电子结构和a个配位原子B的八隅体结构,剩余的价电子应以孤对电子(2m)的形式存在.若分子中的价电子总数是奇数,则把这个单电子也看作孤电子对.可用数学式表达如下:1)当V=8a+2b+2m,若V能被8整除时,即V/8=a→H=a(除当V/8=1时,H=4);2)当V=8a+2b+2m,若V不能被8整除时,即V/8=a…2(b+m)→H=a+b

7、+m;3)当V=8a+2b+2m-1](V+1)/8=a…2(b+m)→H=a+b+m;4)当余数等于2时,H=a+1;当余数等于4时,H=a+2;当余数等于6时,H=a+3.V和H的关系若用数轴图形表示如下(见图1):编号物质价电子总数第几区第几个H杂化方式1N2,CO,C2H2,HCN,CN-10I11+1=2sp2CO2,CS2,CH2CCH2,HN316第二个端点2sp3O3,NO,NO2,CH3CHCH2,CH3CHO18II12+1=3sp24H2O2,N2H4,C2H6,NH2OH,HClO14I31+3=4sp35C3H8

8、,PCl3,H3PO3,XeO326III13+1=4sp36CCl4,H2SO432第四个端点4sp37ClF328III23+2=5sp3d8BrF542V15+1=6sp3d29XeF6