中心原子杂化轨道类型的判断方法
分子或离子的中心原子杂化轨道类型判断方法
分子或离子的中心原子杂化轨道类型判断方法标签：化学教学；分子；离子；杂化轨道类型；判断方法普通高中課程标准实验教科书化学选修3《物质结构与性质》（人民教育出版社）第二章中编排有分子的立体构型的主题内容，其中，分子或离子的空间构型与中心原子的杂化轨道类型的判断专业理论性很强，教师难以吃透教材，导致学生难以理解其相互关系，不会灵活应用所介绍的方法。
本文结合教学实践，介绍一些判断方法。
一、ABn型分子或离子的中心原子杂化轨道类型判断方法判断分子或离子的中心原子的杂化轨道类型的思路：根据用价层电子对互斥理论（VSEPR theory）→确定分子或离子的中心原子的价层电子对数（包括σ键电子对数和中心原子上的孤电子对数）VSEPR模型→分子或离子的立体构型→中心原子的杂化轨道类型。
中心原子上的孤电子对数=1/2（a-xb）式中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
二、多元化合物分子或离子的中心原子杂化类型判断方法要确定中心原子的价层电子对数，难点是确定中心原子的孤电子对数，关键是要明确哪些原子或原子团直接与中心原子相连，直接与中心原子相连的原子或原子团最多能接受的电子数是多少？如，HCHO分子中直接与中心原子相连的原子是2个H和1个O原子，HNO3分子中直接与中心原子相连的原子或原子团是2个O和1个—OH（H原子不直接与中心原子相连），所以，HCHO分子中，中心原子C原子形成3个σ键，中心原子上的孤电子对数为：1/2（4-2×1-1×2）=0，中心原子的价层电子对数为3，中心原子C的杂化轨道类型是sp2；HNO3分子中，中心原子N原子形成3个σ键，与中心原子相连的—OH最多接受的电子数为1，中心原子上的孤电子对数为：1/2（5-2×2-1×1）=0，中心原子的价层电子对数为3，中心原子C的杂化轨道类型是sp2。
判断中心原子轨道杂化方式的方法
判断中心原子轨道杂化方式的方法中心原子轨道的杂化方式可以通过以下方法判断：1. 观察原子的价电子数和键对数。
根据VSEPR理论，原子的价电子数和键对数可以影响原子轨道的杂化方式。
对于四个或更多价电子数的中心原子，常见的杂化方式有sp3、sp3d、sp3d2等。
对于三个价电子数的中心原子，常见的杂化方式有sp2、sp2两种。
2. 判断分子的几何结构。
根据分子的几何结构可以推断原子的杂化方式。
例如，对于线性型分子，中心原子的杂化方式通常是sp杂化；对于平面型分子，中心原子的杂化方式通常是sp2杂化；对于立体型分子，中心原子的杂化方式通常是sp3杂化。
3. 判断分子的键的性质。
通过观察分子中不同键的性质，可以判断中心原子的杂化方式。
例如，对于含有双键的分子，通常说明中心原子的杂化方式是sp2杂化；含有三键的分子，通常说明中心原子的杂化方式是sp杂化。
4. 使用分子轨道理论进行计算。
通过分子轨道理论的计算方法，可以得到分子的能级图和轨道的能级顺序，从而判断原子的杂化方式。
例如，对于含有d轨道的元素，如果杂化方式是sp3d2，则会在能级图上出现d轨道的能级。
5.使用X-射线晶体学分析。
通过对晶体结构进行X-射线分析，可以确定原子的几何结构和键的性质，从而推断原子的杂化方式。
总之，判断中心原子轨道的杂化方式可以通过观察原子的价电子数、分子的几何结构、键的性质，使用分子轨道理论进行计算，以及使用X-射线晶体学分析等方法。
这些方法可以相互印证，从而达到准确确定杂化方式的目的。
中心原子杂化轨道类型的判断方法
中心原子杂化轨道类型的判断方法高中化学选修模块《物质结构与性质》中介绍了杂化轨道理论，这一重要理论能解释大多数分子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。
下面总结几种高中阶段判断中心原子杂化轨道类型的方法。
一、根据分子的空间构型判断根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下：由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如：学生对于一些常见的简单分子的结构都是熟悉的，C2H2、CO2为直线型分子，键角为 180°，推断其 C 原子的杂化轨道类型为 sp；C2H4、C6H6为平面型分子，键角为 120°，推断其 C原子的杂化轨道类型为 sp2；CH4、CCl4为正四面体，键角109．5°，推断其C原子的杂化轨道类型为 sp3。
还可以扩展到以共价键形成的晶体，如：已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用 sp3杂化；已知石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为 120°，由此判断石墨的碳原子采用 sp2杂化。
二、根据价层电子对互斥理论判断教材的“拓展视野”中介绍了价层电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断 ABm型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型。
中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表（价电子对数＞4的，高中阶段不作要求）。
运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价电子对数，其计算方法是：1、n＝［中心原子（A）的价电子数＋配位原子（B）提供的价电子数×m］÷2。
2、对于主族元素，中心原子（A）的价电子数＝最外层电子数；配位原子中卤族原子、氢原子提供 1个价电子，氧族元素的原子按不提供电子计算；离子在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。
中心原子杂化类型的判断
中心原子杂化类型的判断1、根据价层电子对理论来判断根据价层电子对互斥理论来判断中心原子的成键电子对数，再根据中心原子成键电子对数来确定中心原子的杂化类型。
没有孤对电子对的叫着等性杂化，有孤对电子对的叫着不等性杂化。
ABm型分子2m ⨯+ =配位原子提供的电子数中心原子的价电子数中心原子价电子对数原则：①A的价电子数=主族序数；②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子, 规定氧与硫不提供价电子；③正离子应减去电荷数，负离子应加上电荷数。
n=2 直线形n=3 平面三角形n=4 四面体中心原子孤对电子对数=中心原子价电子对数－配位原子的个数再根据价层电子对互斥理论判断出空间构型，确定是什么样的空间构型，根据空间构型找到对应的杂化类型与之匹配，这样就确定了中心原子的杂化类型。
2、根据中心原子σ键数和孤对电子对数逆向判断常见的物质中，我们能够比较容易判断出中心原子有多少个σ键和孤对电子对数，逆向推出中心原子的价电子对数，判断出杂化类型。
例1：判断乙酸中和中心原子的杂化类型3、根据等电子原理判断等电子原理即具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。
这里的结构特征包括中心原子的杂化轨道类型分子的空间结构等，因此我们可以根据一些熟悉的分子的杂化轨道类型来判断与它互为等电子体的不熟悉的分子的杂化轨道类型。
例2、指出N2O分子的空间构形和杂化轨道类型例3、指出CNO－分子的空间构形和杂化轨道类型4、根据结构代换判断有机化学中的取代反应是指有机物分子里某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应根据取代反应机理发生取代后其中心原子的结构和成键方式都应该不变。
由此启发：对于一些复杂的分子，我们可以将其中的某些原子团代换成原子变成简单熟悉的分子根据这个分子的空间构型和杂化轨道类型来判断原来的分子的空间构型和杂化轨道类型。
例如CH3OH等醇类都可以看作代换中的R－因为H2O 中H原子为sp3杂化，所以CH3OH中的O原子也为sp3杂化，H2N－NH2可以看作H2N－代换了NH3中的H因为NH3中N原子为sp3杂化所以H2N－NH2中的N原子也为sp3杂化。
中心原子杂化轨道类型的判断方法-元素杂化轨道类型
中心原子杂化轨道类型的判断方法-元素杂化轨道类型亲爱的朋友们，今天我们要一起来聊聊一个非常有趣的话题：中心原子杂化轨道类型的判断方法。
我要告诉大家，这个话题可不是什么高深莫测的学问，而是我们在学习化学的时候经常会遇到的一个知识点。
我们该如何判断一个元素的杂化轨道类型呢？别着急，我马上就给大家揭晓答案！我们要明白一个概念：杂化轨道。
杂化轨道是指在分子中，由于原子之间的相互作用，使得原本不在同一平面上的电子云重新排列，形成新的轨道的过程。
而这些新的轨道就是杂化轨道。
我们如何判断一个元素的杂化轨道类型呢？这就需要我们运用一些基本的原则了。
我们来看一下碳原子的情况。
碳原子有四个价电子，它们分布在s、p、d和f四个能级上。
当我们考虑碳原子与其他原子结合时，会涉及到sp、sp2、sp3和sp3d等杂化轨道。
这里，我们可以借鉴一个成语：“四面楚歌”，意思是处境非常危险，四面受敌。
对于碳原子来说，它的杂化轨道就像是处于一个四面楚歌的状态，因为它需要与其他原子共享能量，而这些能量来自于不同的杂化轨道。
我们再来看看氮原子。
氮原子有五个价电子，它们分布在s、p、d和f四个能级上。
当我们考虑氮原子与其他原子结合时，会涉及到sp、sp2、sp3和sp3d等杂化轨道。
这里，我们可以借鉴一个成语：“五湖四海”，意思是指全国各地或者世界各地。
对于氮原子来说，它的杂化轨道就像是遍布五湖四海一样，因为它需要与其他原子共享能量，而这些能量来自于不同的杂化轨道。
再来说说氧原子。
氧原子有六个价电子，它们分布在s、p、d和f四个能级上。
当我们考虑氧原子与其他原子结合时，会涉及到sp、sp2、sp3和sp3d等杂化轨道。
这里，我们可以借鉴一个成语：“六亲不认”，意思是指关系疏远或者对人冷淡。
对于氧原子来说，它的杂化轨道就像是六亲不认一样，因为它需要与其他原子共享能量，而这些能量来自于不同的杂化轨道。
我们再来看看氟原子。
氟原子有九个价电子，它们分布在s、p、d和f四个能级上。
由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的方法
由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的方法摘要提出了由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的方法，探讨了该方法的理论依据，分析、归纳出了等电子分子系列中原子轨道杂化方式的周期性变化规律。
关键词价电子总数轨道杂化方式等电子原理等电子族周期性杂化轨道理论是用来说明分子几何构型及价键结构的重要理论。
在使用该理论时，首先必须确定中心原子的杂化形式及价电子在杂化轨道和非杂化轨道中的排布情况，而在未知分子构型信息的情况下，依靠杂化轨道理论本身来解决这个问题，有时却比较困难。
笔者及文献曾讨论过通过中心原子价层σ键电子对和孤电子对的总数来判断其轨道杂化类型的方法［1,2］。
受此方法的启发，本文再提出一种由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的简便方法。
1 由价电子总数判断原子轨道杂化方式的方法设A为非过渡元素（或具有d 0、d 5、d10电子结构的过渡元素），它形成的分子或离子为AB n ，其中A为中心原子，B为A的键合原子或原子团，可为卤素X,O,OH,NH 2,CH 3等， n 为A的键合原子数，也称A的配位数。
若AB n 中的价电子总数 V 是8的整数倍值，则A的轨道杂化方式见表1。
2 方法依据的原理可以根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的核心要义及价键理论、八隅体规则来阐述上述方法的依据。
(1)价层电子对互斥理论（VSEPR理论）认为，在共价分子AB n 中，中心原子A价层中电子对的排列方式，趋向于使它们之间尽可能地远离，以使静电斥力最小，由此，它们与A核连线之间的空间夹角应该最大，从而获得稳定的分子构型。
现代价键理论（VB法）认为，原子间形成的共价键，既包括σ键，也包括π键。
根据最大重叠原理，中心原子A与每个键合原子B之间只能而且必定要形成一个σ键，除此之外，A、B原子价层轨道中的单电子就只能形成π键。
由于π键的形成不会对分子的几何构型产生显著的影响（它主要是影响键长和键能，虽然会对键角有所影响，但不会改变分子的基本构型），所以VSEPR 理论所指的决定分子几何构型的“中心原子价层电子对”，应是特指中心原子同各配位原子形成σ键的共用电子对和中心原子的孤电子对。
配合物中心原子杂化方式判断
配合物中心原子杂化方式判断
配合物中心原子杂化方式是指通过分子轨道理论来解释配位键
中心原子的电子形态，找出中心原子在配位键中的杂化方式和杂化轨道类型。
通常可以根据配位键中心原子的电子构型（主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数），通过以下方式进行判断：
1. 确定中心原子的电子构型，即主量子数为n 的中心原子，有n 个电子，其已占据的电子数量为s + p + d + …+f 子壳内的电子数，s,p,d,f 分别表示不同的轨道类型。
2. 确定中心原子的配位体系，确定中心原子的配位数以及配位体系的结构类型，例如线性、扭曲四面体、正方形平面等。
3. 通过分子轨道理论，确定配位键形成的轨道类型，常见的包括sigma 键、pi 键、delta 键等。
4. 根据分子轨道理论和分子几何理论，分别确定中心原子的杂化方式和杂化轨道类型。
例如，对于八配位八面体CFT 模型的[Co(NH3)6]3+ 配合物，可以通过以下步骤判断：
1. 中心原子Co 的电子构型为[Ar] 3d7，表明其轨道类型包括s,p,d 三种。
2. 该配合物具有八配位八面体结构，每个配位位置上配位体的
个数均为6。
3. 配位键通过sigma 键和pi 键形成，其中sigma 键为配位原子的s, p 轨道与中心原子d 轨道的杂化而成，pi 键为配位原子的
p 轨道与中心原子d 轨道的杂化而成。
4. 这里Co 配位键的杂化方式为sp3d2，其中3 个3d 轨道、1 个4s 轨道和2 个4p 轨道杂化为6 个sp3d2 杂化轨道，配位
体中的N 原子的p 轨道与中心原子的这些杂化轨道形成sigma 键，并存在pi 键的形成。
易错点04 分子结构与性质-备战2022年高考化学考试易错题(解析版)
易错点04 分子结构与性质易错题【01】VSEPR 模型和空间构型①VSEPR 模型反映中心原子的价层电子对的空间结构，而分子（或离子）的空间结构是指σ键电子对的空间构型，不包括孤电子对。
②VSEPR 模型和分子的空间构型不一定相同，还要看中心原子是否有孤电子对，若不含孤电子对，二者空间构型相同，否则，不相同。
③根据VSEPR 模型判断分子（或离子）的空间结构时，要略去孤电子对。
易错题【02】判断中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型：①直线形—sp ，②平面三角形—sp 2，③四面体形—sp 3。
(2)根据杂化轨道间的夹角：①109.28°—sp 3，②120°—sp 2，③180°—sp 。
(3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子)：2对—sp 杂化，3对—sp 2杂化，4对—sp 3杂化。
(4)根据σ键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)：①含C 有机物：2个σ—sp,3个σ—sp 2,4个σ—sp 3。
②含N 化合物：2个σ—sp 2,3个σ—sp 3。
③含O(S)化合物：2个σ—sp 3。
(5)根据等电子原理：如CO 2是直线形分子，CNS －、N －3与CO 2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp 杂化。
易错题【03】共价键的极性与分子极性的关系易错题【04】共价键和分子间作用力的比较分子间作用力 共价键分类范德华力氢键(包括分子内氢键、分子间氢键) 极性共价键、非极性共价键 作用粒子 分子或原子(稀有气体)氢原子与氧原子、氮原子或氟原子 原子特征 无方向性、饱和性 有方向性、饱和性有方向性、饱和性强度比较共价键>氢键>范德华力影响其强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点和溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质熔、沸点升高，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越强易错题【05】手性碳原子的判断：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子叫做手性碳原子。
(技巧)中心原子杂化轨道的判断
中心原子杂化轨道类型的判断
杂化轨道数=σ键数+孤对电子数
（当杂化轨道数为2是杂化类型为sp；当杂化轨道数为3是杂化类型为sp2；当杂化轨道数为4是杂化类型为sp3；当杂化轨道数为5是杂化类型为sp3d；当杂化轨道数为6是杂化类型为sp3d2）
σ键数的求法：
根据与中心原子成键的原子数确定σ键数。
例如：CO2中与中心原子C成键的是两个O原子，故中心原子C有两个σ键。
孤对电子数的求法：
孤对电子数=（族价—化合价）/2
注：1、【族价】指主族元素原子最外层电子数，它是等于族序数的。
2、用【族价】减去【化合价】，再【除以2】，若有【0.5】则进一，
即得到【孤对电子数】
3、上述化合价与以往化合价的定义有所不同，定义本文中所用的“【化合价】定义简述为，“配体都带着充满的外层电子离去时中心原子剩下的电荷数”。
例子：1、对于NH4+，让配体均以满壳层的H—离去，中心的N即为正5价。
2、对于C2H2，让配体H以H—离去，另一配体CH基团以CH 3-离去，得到C为正4价。
3、对于F3BNH3，分析中心原子B，让配位原子N以NH3离去，F以F —离去，得到B 为正3价；分析中心原子N，让配位原子B以BF3离去，H以H—离去，得到N为正3价。
4、对于Al(H2O)6 3+中的O，让配位原子H以H-离去，配位原子Al以Al(H2O)53+离去，得到O为正2价。
中心原子杂化轨道类型的判断方法
教材中介绍的价层电子对互斥理论是比较浅显的，并没有介绍N作为配位 原子应该如何计算价电子对数，在解决这样的题目时，教师不必加深补充介绍 价层电子对互斥理论，可以采用等电子原理巧解。因为N
20与C0
2互为等电子体，学生对于C0
2的结构非常熟悉，直接根据直线型，判断出sp杂化，当然也可以计算出
C0
2中的C原子的价电子对数n=(4+0X2 -2=2,判断出sp杂化，直线 型，所以N
20也应为sp杂化，直线型。
同样，如果要判断CNS-的空间构型和杂化轨道类型，我们大可不必研究 究竟哪个原子是中心原子，哪个是配位原子，如何计算价电子对数，直接根据CNS-与C02等电子体，来判断CNS-为直线型，sp杂化。
三、根据°键数和孤电子对数逆向判断
根据价层电子对互斥理论，中心原子价电子对数=。键数+孤电子对数，如
果我们已知 °键数和孤电子对数,就可以逆向判断出中心原子价电子对数,从 而判断出杂化方式。3-++3-
解析：
高中学生都能熟练书写有机分子的结构式,根据结构式就很容易得知 °键 数和孤电子对数,从而判断出杂化方式。
1号C形成4个。键，无孤电子对，所以有4个价电子对，C原子为sp3杂 化，其周围3个H和1个C呈正四2
面体分布；2号C形成3个。键，无孤电子对，所以有3个价电子对，C原 子为sp2杂化，其周围的
C、0、O呈正三角形分布；3号0形成2个。键，2个孤电子对，所以有4个价电子对，C原子为sp3杂化，其周围的C和H呈折线形分布。
4价电子对几何分布
直线型
平面三角形
正四面体中心原子杂化轨道类型
SP2SP迄用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价电子对数，其计算 方法是：
高中化学中心原子杂化轨道类型知识及化学考试注意事项
高中化学中心原子杂化轨道类型知识及化学考试注意事项一、根据分子的空间构型判断根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下：由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如：学生对于一些常见的简单分子的结构都是熟悉的， C2H2、 CO2 为直线型分子，键角为180°，推断其 C 原子的杂化轨道类型为 sp； C2H4 、 C6H6 为平面型分子，键角为120°，推断其 C 原子的杂化轨道类型为 sp2； CH4、CCl4为正四面体，键角 109．5°，推断其 C 原子的杂化轨道类型为 sp3。
还可以扩展到以共价键形成的晶体，如：已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用 sp3 杂化；已知石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120°，由此判断石墨的碳原子采用 sp2 杂化。
二、根据价层电子对互斥理论判断教材的“拓展视野”中介绍了价层电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断ABm 型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型。
中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表（价电子对数＞ 4 的，高中阶段不作要求）。
运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价电子对数，其计算方法是：1．价电子对数n＝［中心原子（A）的价电子数＋配位原子（B）提供的价电子数×m］÷22. 对于主族元素，中心原子（A）的价电子数＝最外层电子数；配位原子中卤族原子、氢原子提供1个价电子，氧族元素的原子按不提供电子计算；离子在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。
3．中心原子孤电子对数＝n（价电子对数）－m（配位原子 B 数）。
4．杂化轨道由形成σ 键的电子对和孤电子对占据，因此分子或离子的空间构型为杂化轨道构型去掉孤电子对后剩余的形状。
中心原子杂化轨道类型的判断方法
中心原子杂化轨道类型的判断方法中心原子杂化轨道是指由中心原子的原子轨道通过杂化生成的新轨道。
通过对中心原子的原子轨道进行杂化，可以形成一组新的杂化轨道，以适应特定的化学键形成和配位数的要求。
对于确定杂化轨道的类型，可以根据以下方法进行判断：1. 原子轨道的角动量量子数：杂化轨道是由原子轨道重新组合形成的，它们遵循角动量守恒原则。
根据角动量守恒原则，杂化轨道的总角动量量子数必须等于原子轨道的总角动量量子数。
例如，当原子轨道的角动量量子数为s和p时，它们可以杂化成sp杂化轨道。
2. 中心原子的配位数：配位数指的是中心原子周围与之相连的配位原子或配体的数量。
配位数可以帮助决定杂化轨道的类型。
如氧原子的配位数为2，因此，它的杂化轨道应为sp杂化轨道。
3. 分子的几何形状：分子的几何形状也可以提供关于杂化轨道的信息。
例如，当分子的几何形状是线性的时，中心原子的杂化轨道类型为sp杂化轨道。
当分子的几何形状是三角形平面时，中心原子的杂化轨道类型为sp2杂化轨道。
当分子的几何形状是四面体或正方形平面时，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化轨道。
4.σ键的形成：σ键是由两个原子之间的重叠轨道形成的。
杂化轨道可以提供合适的轨道形状和方向，以便形成σ键。
例如，当中心原子的杂化轨道形状为线性时，它可以与其他原子的原子轨道形成线性对称性的σ键。
5. π键的形成：π键是由两个原子之间的平行轨道形成的。
对于形成π键的原子轨道，通常需要保留未杂化的原子轨道。
例如，当中心原子的杂化轨道为sp2杂化轨道时，它的未杂化的p轨道可以与其他原子的未杂化的p轨道形成平行对称性的π键。
总之，通过考虑原子轨道的角动量量子数、中心原子的配位数、分子的几何形状以及σ键和π键的形成，可以判断中心原子的杂化轨道类型。
这些判断方法可以帮助我们理解分子的构造和化学键的形成，进而深入研究分子的性质和反应。
中心原子杂化轨道类型的判断方法89102
中心原子杂化轨道类型的判断方法89102第一步是确定原子的电子结构。
根据原子的电子构型，可以确定中心原子的电子数和价电子数。
例如，对于氮原子（N），其电子构型为1s²2s²2p³，其中2s与2p属于价电子。
因此，氮原子的电子数为7，价电子数为5第二步是选择最佳的杂化轨道类型。
根据中心原子的电子结构，可以根据一定的规则选择最佳的杂化轨道类型。
以下是常见的杂化轨道类型及其判断方法：1. sp杂化轨道当中心原子的价电子数为2，例如Be、B、C、N等元素时，可以采用sp杂化轨道。
其中，s轨道和p轨道杂化成两个sp轨道。
例如，碳原子的价电子构型为2s² 2p²，s轨道和一个p轨道杂化成两个sp轨道，用来形成四个σ键（例如甲烷中的碳-氢键）。
2. sp²杂化轨道当中心原子的价电子数为3，例如O、N、F等元素时，可以采用sp²杂化轨道。
其中，s轨道和两个p轨道杂化成三个sp²轨道。
例如，氮原子的价电子构型为2s² 2p³，s轨道和两个p轨道杂化成三个sp²轨道，用来形成三个σ键（例如氨中的氮-氢键）。
3. sp³杂化轨道当中心原子的价电子数为4，例如C、S、P等元素时，可以采用sp³杂化轨道。
其中，s轨道和三个p轨道杂化成四个sp³轨道。
例如，碳原子的价电子构型为2s² 2p²，s轨道和三个p轨道杂化成四个sp³轨道，用来形成四个σ键（例如乙烷中的碳-碳键）。
4. d²sp³杂化轨道当中心原子的价电子数为5，例如P等元素时，可以采用d²sp³杂化轨道。
其中，情况较为复杂，s轨道、三个等能的p轨道和一个d轨道杂化成五个d²sp³轨道。
通过以上的判断方法，我们可以确定中心原子的杂化轨道类型。
中心原子杂化轨道类型的判断方法
高中化学选修模块《物质结构与性质》中介绍了杂化轨道理论，这一重要理论能解释大多数分子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。
下面总结几种高中阶段判断中心原子杂化轨道类型的方法。
一、根据分子的空间构型判断根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下：杂化轨道类型杂化轨道空间构型键角sp 直线形 180°sp2 平面三角形 120°sp3 正四面体 109．5°由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如一些常见的简单分子的结构都是熟悉的，C2H2、CO2为直线型分子，键角为180°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp；C2H4 、C6H6为平面型分子，键角为120°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp2；CH4、CCl4为正四面体，键角109．5°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp3。
还可以扩展到以共价键形成的晶体，如：已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3 杂化；已知石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120°，由此判断石墨的碳原子采用sp2 杂化。
二、根据价层电子对互斥理论判断教材的“拓展视野”中介绍了价层电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型。
中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表（价电子对数＞4 的，高中阶段不作要求）。
中心原子价电子对数价电子对几何分布中心原子杂化类型2 直线形 sp3 平面三角形 sp24 正四面体 sp3运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价电子对数，其计算方法是：1．价电子对数n ＝［中心原子（A）的价电子数＋配位原子（B）提供的价电子数×m］÷2。
分子的空间结构及中心原子杂化轨道类型的判断方法课件选择性必修第二册
5．等电子原理的应用 原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体。等电子体 具有相同的结构特征，一般来说，等电子体的中心原子的杂化轨道类 型相同。对于结构模糊或复杂的分子、离子，可将其转化成熟悉的等 电子体，然后进行判断。如NO＋ 2 与CO2互为等电子体，而CO2的中心 原子碳原子为sp杂化，则NO＋ 2 的中心原子氮原子为sp杂化。
2．用杂化轨道理论判断
杂化 杂化轨道数 杂化轨道间
类型
目
夹角
sp
2
sp2
3
sp3
4
180° 120° 109°28′
分子的空间 结构
直线形 平面三角形
四面体形
实例
BeCl2、 CH≡CH BF3、BCl3 CH4、CCl4、
CH3Cl
3．用键角判断 分子类型 分子的空间结构
A2
直线形(对称)
AB 直线形(不对称)
1234 5
2．下列粒子的中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构不 正确的是( )
A．PCl3中P原子为sp3杂化，为三角锥形 B．PH＋ 4 中P原子为sp3杂化，为正四面体形 C．OF2中O原子为sp杂化，为直线形 D．SO2中S原子为sp2杂化，为V形
1234 5
C
[OF2中心原子O的价层电子对数＝2＋
(1)CH3CH===CH2分子可看作乙烯基取代了CH4分子中的一个 氢原子而得，则甲基中碳原子为sp3杂化，也可看作甲基取代了 CH2===CH2分子中的一个氢原子而得，故两个不饱和碳原子均为 sp2杂化。
杂化轨道类型及分子空间立体构型
杂化轨道类型及分子空间立体构型查缺补漏小专题1一、杂化轨道类型与分子构型分子结构与极性1.中心原子的杂化轨道类型与分子的空间构型参与杂化的原子轨道分子构型示例杂化轨道类型SP 一个S轨道,一个P轨道直线形CH三CHCO2BeCL2SP2一个S轨道,两个P轨道平面三角形CH2=CH2BF3\BCL3\CH2OSP3一个S轨道三个P轨道正四面体CH4\CCL4\NH4+三角锥形NH3V形H2S\H2O判断杂化轨道类型的一般方法:(1)看中心原子有没有形成双键或叁键.如果全为单键,则是SP3杂化,如果有一个双键,是SP2杂化,如果有2个双键或一个叁键,是SP杂化.(2)没有填充电子的空轨道,一般不参与杂化,1对孤电子对占据1个杂化轨道.价层电子对互斥理论几种分子或离子的立体构型:分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数杂化轨道类型键角分子或离子的立体构型名称CO2 0 2 SP 180 直线形SO2 1 3 SP2120 V形BF3 0 3 SP2120 平面三角形CO32-0 3 SP2120 平面三角形CH4 0 4 SP3109.28 正四面体形NH4 + 0 4 SP3109.28 正四面体NH3 1 4 SP3107 三角锥形H2O 2 4 SP3105 V形另:CH3+.中心原子的价层电子对数与分子立体构型有密切的关系.对ABm型化合物,中心原子A的价层电子对数n的计算方法:n=[A的价电子数+m(8-B的价电子数)]/2;主族元素来说,价电子数等于原子的最外层电子数,计算当B为H时将式中的8改成2.高考题中考查方式:1.CO2与SO2分子的立体结构分别是和。
2.在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有，O-C-O的键角约。
3.P的氢化物的分子构型为 .其中原子采取杂化.4. 用价层电子互斥理论推断SnBr2分子中Sn-Br键的键角 120°(填大于或小于或等于),石墨晶体中,每个碳原子通过杂化与周围碳原子成键.5.丙烯腈(H2C=CH-CH三N)分子中碳原子轨道杂化类型是.6.SiF4和SO32-的中心原子杂化类型是 ,ClO3-的空间构型为 .7.甲醛分子的空间构型是C原子的轨道杂化类型是1mol甲醛分子中§键的数目为 .。
判断中心原子杂化轨道类型的常见方法
SO２－
ClO４－ 、
４ 、
４ 、
４ 、
BCl４－ 、
NCl４＋ 等互 为 等 电 子 体,它 们 的 中 心 原 子 的 杂
化类 型 均 为 sp３ 杂 化 ．
找 等 电 子 体 要 遵 循 “先 同 族 代
换,后左右递变”的原则,另 外 就 是 按 要 求 写 自 己 最 熟
数为 ３,杂化类型为 sp 杂化 ．
的
３NH３BH３＋６H２O＝３NH４＋ ＋B３O３－
B３O３－
６ ＋９H２ ．
６
结构为
在该 反 应 中,
．
B 原子的杂化
图１
根据 ２ 种 离 子 (焦 磷 酸 根 离 子、三 磷 酸 根 离
子)的结构示 意 图,可 以 判 断 NH４H２PO４ 中
６３
难点挑战
因为 SO２－
和 CCl４ 分子互为“等电子体”,所
双键,则b＝２,若它与中心原子形成三 键,则b＝３,进
而可求 所 研 究 中 心 原 子 的 价 层 电 子 对 数 ．
如:判 断
CH３CH３ 中碳原子的杂化类型,计算 １ 个 碳 原 子 的 价
层电子对数 时,因 为 碳 碳 之 间 为 单 键,所 以 另 一 个 碳
原子 的 b ＝１,氢 原 子 的 b ＝１,故 孤 电 子 对 数 ＝
题,如果知道 了 真 实 键 角,就 可 以 判 断 中 心 原 子 的 杂
子并不需要杂化 ．
而分子的真实构型才是决定杂化类
型的标准,例如吡 啶 分 子(
N )为 平 面 型 分 子,
类型为 sp３ 杂化 ．
石墨中的碳原子与周围的３个碳原
子成键,且为平面结构,无 孤 电 子 对,所 以 价 层 电 子 对
如何判断杂化轨道类型
如何判断杂化轨道类型
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。
中心原子杂化轨道类型的判断方法
ｓ３ ｐ
正 四 面体
１９ 。 ０． ５
由此 ． 可以根据分子 的空 间构 型或键角来判断中心
・
复 习指 导 ・
中 心 原 子 杂 丫 匕轨 道 龚 型 的 利 断 方 法
王 波
（ 宿迁市中小学教学研究 室 江苏 宿迁 ２３０） ２ ８０
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
４ Ｏ采用 ｓ３ ， ｐ杂化 ，— ４ ２ ２有 ２ ｎ ｍ＝ — ＝ ， 对孤 电子对 ， 分子 故 呈折线型
根据该 理论能 够 比较 容易 而准 确地判断 Ａ 型共价 分 Ｂ
６ 一 Ｏ
第（） 是 Ａ ， ２组都 Ｂ 型分子 ，Ｏ 的价 电子对 数 ｎ （ ＋ Ｓ， ：６ 化 学教 与学 ２ １ 第 １ 期 ０ ０年 １
运 用该理论 的关键 是能准 确计算 出中心原 子 的价
键角 １０ ８０
１Ｏ ２。
杂化 轨 道 空间 构 型 直 线形
平 面 三 角形
电子对数 ， 计算方法是 ： 其 １ 电子对 数 ｎ＝ 中心原 子 （ ） ． 价 ｆ Ａ 的价 电子数＋ 位 配 原子 （ ） 的价 电子数ｘ ＋ 。 Ｂ 提供 ｍ］２
一
・
复 习指 导 ・
０ ３＋＝ ， ｘ ）２ ３Ｓ采用 ｓ ｐ 杂化 ，一／３ ３ ０ １ — ＝ ，无孤 电子对 ， ７ ， ＝ 故
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中心原子杂化轨道类型的判断方法
徐长明（湖北省十堰市房县第三中学442100）
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类型，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。
关键词：杂化轨道理论；价层电子对互斥理论；等电子原理
高中化学选修模块《物质结构与性质》（人教版）中介绍了杂化轨道理论，这一重要理论能解释大多数分子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。
下面总结几种高中阶段判断中心原子杂化轨道类型的方法。
一、根据价层电子对互斥理论判断
教材中介绍了价层电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断AB m型共价化合物分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型。
中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化
轨道类型的对应关系如下表（价电子对数＞4 的，高中阶段不作要求）。
运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价
电子对数，其计算方法是：
1．价电子对数n ＝σ键的电子对和中心原子上的孤电子对，中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb)
2.σ键的电子对可由分子式确定。
例如，H20中0有2对σ键电子对；NH3中N有3对σ键电子对
3．式中a为中心原子的价电子数对于主族元素，中心原子（A）的价电子数＝最外层电子数；x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1 ，其他原子等于“8-该原子的价电子数”。
离子在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数（绝对值）
4．杂化轨道由形成σ键的电子对和孤电子对占据，因此分子或离子的空间构型为杂化轨道构型去掉孤电子对后剩余的形状。
例如：指出下列分子或离子的中心原子的杂化轨道类型，并预测它们的空间构型：
⑴BeCl2 ⑵SO3 ⑶NH4＋
解析：⑴是AB2型分子，BeCl2 的价电子对数
n＝1／2（2-2×1）+2=2，Be 采用sp 杂化，无孤电子对，故分子呈直线型；
⑵是AB3型分子，SO3的价电子对数n＝1／2（6-3×2）+3＝3，S 采用sp2杂化，无孤电子对，故分子呈平面三角形
⑶是AB4 型离子，NH4＋的价电子对数n＝1／2（5-1-4×1）+4＝4，N 采用sp3杂化，无孤电子对，故分子呈正四面体
二、根据分子的空间构型判断
由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如：学生对于一些常见的简单分子的结构都是熟悉的，C2H2、CO2为直线型分子，键角为180°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp；C2H4 、C6H6为平面型分子，键角为120°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp2；CH4、CCl4为正四面体，键角109．5°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp3。
还可以扩展到以共价键形成的晶体，如：已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3杂化；已知石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120°，由此判断石墨的碳原子采用sp2 杂化。
三、根据σ键数和孤电子对数逆向判断根据价层电子对互斥理论，中心原子价电子对数＝σ 键数＋孤电子对数，如果我们已知σ 键数和孤电子对数，就可以逆向判断出中心原子价电子对数，从而判断出杂化方式。
例如：指出乙酸分子中标出原子的杂化轨道类型以及它们周围原子的空间分布情况。
解析：高中学生都能熟练书写有机分子的结构式，根据结构式就很容易得知σ 键数和孤电子对数，从而判断出杂化方式。
1 号C 形成4 个σ 键，无孤电子对，所以有4 个价电子对，C 原子为sp3 杂化，其周围3 个H 和1 个C 呈正四面体分布；
2 号C 形成
3 个σ 键，无孤电子对，所以有3 个价电子对，C 原子为sp2杂化。
四、根据等电子原理判断
教材中介绍了等电子原理，即具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这里的结构特征包括中心原子的杂化轨道类型、分子的空间结构等。
因此，我们可以根据一些熟悉的分子的杂化轨道类型来判断与它互为等电子体的不熟悉的分子的杂化轨道类型。
例如：指出N2O 分子的空间构型和杂化轨道类型。
解析：教材中介绍的价层电子对互斥理论是比较浅显的，并没有介绍N 作为配位原子应该如何计算价电子对数，在解决这样的题目时，教师不必加深补充介绍价层电子对互斥理论，可以采用等电子原理巧解。
因为N2O 与CO2 互为等电子体，学生对于CO2的结构非常熟悉，直接根据直线型，判断出sp 杂化，当然也可以计算出CO2中的C 原子的价电子对数n＝2，判断出sp 杂化，直线型，所以N2O 也应为sp 杂化，直线型。
同样，如果要判断SCN－的空间构型和杂化轨道类型，我们大可不必研究究竟哪个原子是中心原子，哪个是配位原子，如何计算价电子对数，直接根据CNS－与CO2 等电子体，来判断CNS－为直线型，sp 杂化。
五、根据结构代换判断
有机化学中的取代反应是指有机物分子里某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应，根据取代反应机理，发生取代后，其中心原子的结构和成键方式都应该不变。
由此启发，对于一些复杂的分子，我们可以将其中的某些原子团代换成原子，变成简单熟悉的分子，根据这个分子的空间构型和杂化轨道类型，来判断原来的分子的空间构型和杂化轨道类型。
例如：CH3－OH 等醇类，都可以看作R—代换了H2O中的H ，因为H2O 中O 原子为sp3杂化，所以CH3－OH中的O 原子也为sp3 杂化。
H2N－NH2可以看作－NH2代换了NH3中的H ，因为NH3中N 原子为sp3杂化，所以H2N－NH2 中的N 原子也为sp3杂化。
课程标准和高考说明对这部分的教学和考试要求是这样描述的：“能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的空间构型”，处于认知性学习目标的第三水平。
近几年的高考题对这部分内容都有考查，但难度不大。
因此，虽然这部分内容是教学难点，但并不是考试难点。
所以，教师在教学这部分内容或讲解这部分习题时，不要随意加深、加难，而要注意思维品质的培养，根据学生的掌握情况灵活运用。