中心原子杂化轨道类型的判断方法.pdf

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1、·复习指导·中心原子杂化轨道类型的判断方法王波（宿迁市中小学教学研究室江苏宿迁223800）摘要：杂化轨道理论能解释大多数分子的几何构型及价键结构。在使用该理论时，首先必须确定中心原子的杂化形式，在未知分子构型的情况下，判断中心原子杂化轨道类型有时比较困难，成为教学难点。本文总结几种高中阶段判断中心原子杂化轨道类型的方法。关键词：杂化轨道理论；价层电子对互斥理论；等电子原理文章编号：1008-0546（2010）11-0060-02中图分类号：G632.41文献标识码：Bdoi：10.3969／j．issn．100

2、8－0546．2010．11．032高中化学选修模块《物质结构与性质》（苏教版）中介子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型。中心原绍了杂化轨道理论，这一重要理论能解释大多数分子几何子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化构型及价键结构。在使用该理论时，首先必须确定中心原轨道类型的对应关系如下表（价电子对数＞4的，高中阶子的杂化形式，在未知分子构型的情况下，判断中心原子段不作要求）。杂化轨道类型有时比较困难，成为教学难点。下面总结几中心原子价价电子对中心原子杂化电子对数几何分布轨道类型种高中阶段判断中心原子

3、杂化轨道类型的方法。2直线形sp一、根据分子的空间构型判断32平面三角形sp根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化34正四面体sp方式后，其空间构型和键角如下：运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价杂化轨道类型杂化轨道空间构型键角电子对数，其计算方法是：sp直线形180°1．价电子对数n＝［中心原子（A）的价电子数＋配位sp2平面三角形120°原子（B）提供的价电子数×m］÷2。sp3正四面体109．5°2．对于主族元素，中心原子（A）的价电子数＝最外层电由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心子数；

4、配位原子中卤族原子、氢原子提供1个价电子，氧族原子轨道的杂化方式。元素的原子按不提供电子计算；离子在计算价电子对数例如：学生对于一些常见的简单分子的结构都是熟时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。悉的，C2H2、CO2为直线型分子，键角为180°，推断其C原3．中心原子孤电子对数＝n（价电子对数）－m（配位原子的杂化轨道类型为sp；C2H4、C6H6为平面型分子，键角子B数）。为120°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp2；CH4、CCl44．杂化轨道由形成σ键的电子对和孤电子对占据，为正四面体，键角10

5、9．5°，推断其C原子的杂化轨道类因此分子或离子的空间构型为杂化轨道构型去掉孤电型为sp3。子对后剩余的形状。还可以扩展到以共价键形成的晶体，如：已知金刚例如：指出下列分子或离子的中心原子的杂化轨道石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四类型，并预测它们的空间构型：⑴BeCl2、H2O、⑵SO3、NH3、面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3杂化；已知＋3－⑶NH4、PO4。石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子解析：第⑴组都是AB2型分子，BeCl2的价电子对数结合，形成六元环层，键角为12

6、0°，由此判断石墨的碳原n＝（2＋1×2）÷2＝2，Be采用sp杂化，n－m＝2－2＝0，无孤电子子采用sp2杂化。对，故分子呈直线型；H2O的价电子对数n＝（6＋1×2）÷2＝二、根据价层电子对互斥理论判断34，O采用sp杂化，n－m＝4－2＝2，有2对孤电子对，故分子教材的“拓展视野”中介绍了价层电子对互斥理论，呈折线型。根据该理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分第⑵组都是AB3型分子，SO3的价电子对数n＝（6＋－60－化学教与学2010年第11期·复习指导·2杂化，n－m＝3－3＝0，无孤电子对，故显

7、的，并没有介绍N作为配位原子应该如何计算价电子0×3）÷2＝3，S采用sp分子呈平面三角形；NH3的价电子对数n＝（5＋1×3）÷2＝4，对数，在解决这样的题目时，教师不必加深补充介绍价3杂化，n－m＝4－3＝1，有1对孤电子对，故分子呈层电子对互斥理论，可以采用等电子原理巧解。因为N采用sp三角锥型。N2O与CO2互为等电子体，学生对于CO2的结构非常熟第⑶组都是AB型离子，NH＋的价电子对数n＝（5＋悉，直接根据直线型，判断出sp杂化，当然也可以计算443杂化，n－m＝4－4＝0，无孤电子对，出CO中的C原子的

8、价电子对数n＝（4＋0×2）÷2＝2，判断1×4－1）÷2＝4，N采用sp2故分子呈正四面体；PO3－的价电子对数n＝（5＋0×3＋3）÷出sp杂化，直线型，所以N42O也应为sp杂化，直线型。3杂化，n－m＝4－4＝0，无孤电子对，分子呈正同样，如果要判断CNS－的空间构型和杂化轨道类2＝4，P采用sp四面体结构。型，我们大可不必研究究竟哪个原子是中心原子