高三化学复习--杂化轨道理论之轨道类型和轨道数(教师版)

心中有梦，美丽就不再遥远。1/2高三化学复习第一轮第9讲杂化轨道理论之判断杂化轨道类型和计算杂化轨道数一、ABm型杂化类型的判断方法一：公式:电子对数n＝12(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)根据n值判断杂化类型一般有如下规律：当n＝2，sp杂化；n＝3，sp2杂化；n＝4，sp3杂化；当n＝5，sp3d杂化；n＝6，sp3d2杂化；n＝7，sp3d3杂化……SO2：n＝12(6＋0)＝3sp2杂化NO－3：n＝12(5＋1)＝3sp2杂化NH3：n＝12(5＋3)＝4sp3杂化注意：①当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”。②当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零。方法二：公式：杂化轨道数＝1/2（中心原子价电子数+配原子数－π键数±电荷数）例1：SO2(6+2-2)/2=3sp2杂化（S的价电子数6；配原子为2个氧原子，氧为二价，所以硫与氧间为双键，其一为π键，共二个π键）例2：SO3(6+3-3)/2=3sp2杂化（解析同上，下同）例3：SO32－(6+3-3+2)/2=4sp3杂化（SO32－带二个单位负电荷）例4：SO42－(6+4-4+2)/2=4sp3杂化例5：CN－(4+1-2+1)/2=2sp杂化（氮元素为三价，碳氮间为叁键，其中有二个π键）例6：NH4+(5+4-1)/2=4sp3杂化例7：ClO3－(7+3-3+1)/2=4sp3杂化例8：PO33－(5+3-3+3)/2=4sp3杂化例9：PO43－(5+4-4+3)/2=4sp3杂化例10：H－N＝N－H(5+2-1)/2=3sp2杂化。注意：当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”。练习：（1）sp杂化：BeCl2、CO2；（2）sp2杂化：BF3、HCHO(中心原子为C：(4+3-1)/2=3；（3）sp3杂化：CH4、NH3、H2O。方法三：因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，故有：公式：杂化轨道数=中心原子价层电子对数(孤电子对数+σ键电子对数)1、判断中心原子的孤电子对的数量2．找出与中心原子相连的原子数（即形成的σ键的数量）3．若二者相加等于2，那么中心原子采用SP杂化；若等于3，那么中心原子采用SP2杂化；若等于4，那心中有梦，美丽就不再遥远。2/2么中心原子采用SP3杂化。如乙烯，碳原子为中心原子，与其连接的原子数为3，同时碳的4个价电子均成键（3个σ键加1个π键），故孤对电子对数为零，所以0+3=3，采取SP2杂化；如氧化氢，氧原子为中心原子，与氧原子相连的原子数为2，同时氧剩余两对孤对电子，所以2+2=4，采用sp3杂化。几种杂化轨道之后的分子空间形态：（1）sp杂化：直线型，如BeCl2、CO2；（2）sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形），如BF3、SO3、CH2O、SnBr2、PbCl2；（3）sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体），如H2O、NH3、PCl3、CH4、CCl4。另外，(4)sp3d：杂化等性杂化为三角双锥结构，如PCl5；(5)sp3d2杂化：等性杂化为正八面体结构，如SF6。说明：以上只是常见的杂化轨道类型，在配位化合物中还有更多的杂化类型。“头碰头”的方式重叠成σ键，“肩并肩”的方式重叠为π键。价层电子对数中心原子杂化类型电子对的空间构型成键电子对数孤电子对数分子的空间构型实例2sp直线20直线BeCl2、CO23sp2三角形30三角形BF3、SO321V形SnBr2、PbCl24sp3四面体40四面体CH4、CCl431三角锥NH3、PCl322V形H2O结合上述信息完成下表：代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO22+0＝2sp直线形CH2O3+0＝3sp2平面三角形CH44+0＝4sp3正四面体形SO22+1＝3sp2V形NH33+1＝4sp3三角锥形H2O2+2＝4sp3V形二、HmABn型中心原子杂化轨道数计算方法：（将共价分子(或离子)表示为HmABn，其中H表示氢原子，A为中心原子，B为配体。）公式：G＝V/2－3n，其中G表示中心原子A的杂化轨道数，V分子或离子的总价电子数（如果价电子总数为奇数，再＋1），n表示配体数G＝2→SP杂化→直线型；G＝3→SP2杂化→平面三角型；G＝4→SP3杂化→四面体例：计算CH4、SO2、NCl3等中心原子杂化轨道类型①CH4G＝8/2－3×0＝4→SP3杂化②SO2G＝18/2－3×2＝3→SP2杂化③NCl3G＝26/2－3×3＝4→SP3杂化④CO、CN－G＝10/2－3×1＝2→SP杂化⑤NO2G＝（17＋1）/2－3×2＝3→SP2杂化