中心原子杂化轨道类型的判断方法
第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论(讲义)【新教材】
一、杂化轨道理论简介1．杂化轨道的含义在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。
重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
2．杂化轨道理论要点(1)原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
(2)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。
(3)杂化改变了原子轨道的形状、方向。
杂化使原子的成键能力增加。
杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，例如s轨道与p轨道杂化后形成的杂化轨道一头大一头小，如图，成键时根据最大重叠原理，使它的大头与其他原子轨道重叠，重叠程度更大，形成的共价键更牢固。
(4)为使相互间的排斥最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。
同一组杂化轨道的伸展方向不同，但形状完全相同。
【归纳总结】杂化轨道理论四要点(1)能量相近原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
(2)数目不变形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。
(3)成键能力增强杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。
(4)排斥力最小杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。
二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1．杂化轨道的类型(1)sp 3杂化轨道——正四面体形sp 3杂化轨道是由1个n s 轨道和3个n p 轨道杂化而成，每个sp 3杂化轨道都含有14s 和34p 的成分，sp 3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。
如下图所示。
(2)sp 2杂化轨道——平面三角形sp 2杂化轨道是由1个n s 轨道和2个n p 轨道杂化而成的，每个sp 2杂化轨道含有13s 和23p 成分，sp 2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形，如下图所示。
(3)sp 杂化——直线形sp 杂化轨道是由1个n s 轨道和1个n p 轨道杂化而成的，每个sp 杂化轨道含有12s 和12p 的成分，sp 杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形，如下图所示。
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。
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。
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。
考点41 分子结构与性质-备战2022年高考化学二轮复习强弱克难再突破专题(通用版)(解析版)
考点41 分子结构与性质1．共价键(1)共价键⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧特征：方向性和饱和性键参数⎩⎪⎨⎪⎧键长、键能决定共价键稳定程度键长、键角决定分子立体结构类型⎩⎪⎨⎪⎧成键方式⎩⎪⎨⎪⎧σ键：电子云“头碰头”重叠π键：电子云“肩并肩”重叠极性⎩⎪⎨⎪⎧极性键：不同原子间非极性键：同种原子间配位键：一方提供孤电子对，另一方提供空轨道(2)σ键和π键的判定①⎩⎪⎨⎪⎧共价单键：σ键共价双键：1个σ键，1个π键共价三键：1个σ键，2个π键②ss 、sp 、杂化轨道之间一定形成σ键；pp 可以形成σ键，也可以形成π键(优先形成σ键，其余只能形成π键)。
2．与分子结构有关的两种理论(1)杂化轨道理论①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。
②杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子立体构型 实例sp 2 直线形 CO 2、BeCl 2、HgCl 2 sp 23平面三角形BF 3、BCl 3、CH 2O考点导航一轮回顾：强基固本专题18 物质结构与性质V 形 SO 2、SnBr 2 sp 34四面体形CH 4、CCl 4、CH 3Cl 三角锥形 NH 3、PH 3、NF 3 V 形H 2S 、H 2O注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数。
(2)价层电子对互斥理论①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥，尽可能趋向彼此远离。
②价层电子对数的计算中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电子对数＋12(a －xb )其中a 为中心原子的价电子数，x 、b 分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H 为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)。
微粒为阳离子时，中心原子的价电子数要减去离子所带电荷数；微粒为阴离子时，中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数。
2-2.4杂化类型及分子构型的判断
第4课时 杂化类型及分子构型的判断一、杂化类型的判断方法杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。
(1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路： 价层电子对――→判断杂化轨道数――→判断杂化类型――→判断杂化轨道构型。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp 3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp 2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp 杂化。
(3)有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp 3杂化，连接双键的碳原子采取sp 2杂化，连接三键的碳原子采取sp 杂化。
二、杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型VSEPR 模型可以体现分子的空间构型，能够预判出分子的立体结构，而杂化轨道理论可以用于解释能成为该立体结构的原因。
代表物 项目 CO 2 CH 2O CH 4 SO 2 NH 3 H 2O 价层电子对数 2 3 4 3 4 4 杂化轨道数 2 3 4 3 4 4 杂化类型 sp sp 2 sp 3 sp 2 sp 3 sp 3 杂化轨道 立体构型 直线形平面 三角形 正四 面体形 平面 三角形 四面 体形 四面 体形 VSEPR 模型直线形平面 三角形 正四 面体形 平面 三角形 四面 体形 四面 体形 分子构型 直线形平面 三角形正四 面体形V 形三角 锥形V 形三、杂化轨道类型与分子的立体构型关系价层电子数VSEPR（理想模型）杂化类型理想键角分子立体构型2直线型sp180°直线型3平面（正）三角形sp2120°视有无孤电子对4（正）四面体型sp3109°28′视有无孤电子对注意：1.孤电子对的排斥能力比σ电子对排斥能力强，因此含有孤电子对的键角小于理想键角。
如何判断分子的杂化类型
如何判断分子的杂化类型分子的杂化类型可以通过以下几种方法来判断：1. VSEPR理论：VSEPR（或称空间位阻理论）依据分子的中心原子周围电子对的排列来预测分子的几何形状。
通过观察分子的几何形状，可以推断出中心原子的杂化类型。
例如，一氧化碳（CO）分子的几何形状为线性，因此可以推断出其C原子的杂化类型为sp。
2. 轨道重叠理论：根据分子中C-C、C-H或其他键的键长、键能和分子的稳定性，可以推断出中心原子的杂化类型。
理论认为，sp杂化的碳原子上有一个σ键，sp2杂化的碳原子上有一个σ键和两个π键，sp3杂化的碳原子上有四个σ键。
通过测量这些物理性质，可以得出杂化类型的信息。
3. 光谱：通过分子的红外光谱、拉曼光谱或核磁共振光谱等分析技术，可以获得关于分子结构的信息。
例如，分子中共振频率为2600-3300 cm-1的吸收峰表明分子中存在sp3杂化的C-H键。
4. 总键级：总键级指的是分子中的所有键的强度和个数的总和。
通过实验测定总键级，可以推测出中心原子的杂化类型。
对于一个碳原子而言，sp杂化将具有一个总键级为2的σ键和与其相连的其他原子的σ*键，总键级为2；sp2杂化将具有总键级为3的σ键和与其相连的其他原子的σ*键，总键级为3；sp3杂化将具有总键级为4的σ键和与其相连的其他原子的σ*键，总键级为4需要注意的是，以上方法并不是单一可靠的判断分子杂化类型的方法。
实际上，在一些分子中，中心原子可能具有多个杂化类型，特别是当杂化轨道重叠的程度不同或分子电子密度不均匀的情况下。
因此，存粹通过杂化类型来判断分子的结构是不准确的，必须结合其他实验数据和理论方法来综合分析。
杂化轨道的判断方法
杂化轨道的判断方法一、杂化轨道判断的重要性。
1.1 化学世界的钥匙。
杂化轨道理论就像是一把神奇的钥匙，能帮我们打开理解分子结构和性质的大门。
要是不懂杂化轨道咋判断，那在化学这个大迷宫里可就容易迷路喽。
这理论在解释分子的形状、化学键的类型和物质的各种化学性质方面，那可是相当关键的。
1.2 实际应用的基石。
在现实生活中，从药物研发到材料科学，杂化轨道的判断都是基础。
比如说，在设计一种新的药物分子时，知道原子的杂化状态，就能更好地预测它和生物体内分子的相互作用。
这就好比盖房子，得先知道砖头（原子）的形状和特性（杂化状态），才能盖出结实又美观的房子（有用的药物分子）。
二、判断杂化轨道的基本方法。
2.1 看中心原子的价层电子对数。
这是个很重要的点。
计算中心原子的价层电子对数就像是在数一个小团队里的人数一样。
价层电子对数等于成键电子对数加上孤电子对数。
咱就拿二氧化碳（CO₂）来说吧，碳是中心原子，它和两个氧原子形成双键，每个双键算一对成键电子对，没有孤电子对，所以价层电子对数就是2。
根据这个，我们就能初步判断杂化类型啦。
一般来说，价层电子对数为2的中心原子常常是sp杂化，就像二氧化碳里的碳一样。
这就像看到一个人穿着某种特定的衣服（sp杂化），我们能根据衣服的款式（价层电子对数）来判断。
2.2 记住常见的杂化类型和结构。
这就好比背乘法口诀表一样，是个基础。
比如说，sp杂化的分子一般是直线型的，像刚才说的二氧化碳；sp²杂化的分子往往是平面三角形的，典型的例子就是三氟化硼（BF₃）；sp³杂化的分子大多是四面体结构，像甲烷（CH₄）。
我们得把这些常见的情况记在心里，看到类似的分子结构就能很快联想到对应的杂化类型。
这就像老中医看到病人的症状（分子结构）就能迅速判断出病症（杂化类型）一样。
2.3 根据键角来辅助判断。
键角也能给我们不少线索。
比如说，在甲烷里，键角大约是109.5°，这符合sp ³杂化的四面体结构的特点。
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。
分子或离子空间构型的判断方法
分子或离子空间构型的判断方法在高考试题中，分子或离子空间构型的判断是一种常考的问题，要求“能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构”。
现将几种判断粒子空间构型的简单方法总结如下。
一、根据杂化理论判断。
即中心原子的杂化方式的判断方法。
杂化轨道数=中心原子所结合的原子数+(中心原子的价电子数﹣周边原子未成对电子总数)/2(ABm型)说明：若是离子，中心原子的价电子数还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。
判断思路：先判断中心原子杂化方式，然后根据中心原子所结合的原子数和孤电子对数再判断分子的空间构型。
例1．推测常见分子的杂化方式与空间构型：CO2、BF3、CH4、NH3、H2O。
O2：2+(4-4)/2=2BF3：3+(3-3)/2=3CH4：4+(4-4)/2=4NH3：3+(5-3)/2=4H2O：2+(6-2)/2=4中心原子是分别采用sp、sp2、sp3、sp3、sp3杂化，杂化轨道形状分别为直线形(夹角为180º)、平面正三角形(夹角为120º)、正四面体形(夹角为109º28′)、正四面体形、正四面体形。
由于CO2、BF3、CH4中没有孤对电子，分子的空间构型与杂化轨道的空间形状一致。
由于NH3、H2O分别有1对、2对孤对电子，分子的空间构型与杂化轨道的空间形状不一致，所以NH3呈三角锥形，受1对孤对电子的排斥，键角变小，键角是107º18′；H2O呈V形，受2对孤对电子的排斥，排斥作用比NH3更强，键角变得更小些，键角是104.5º。
例2．推测下列微粒的杂化方式与空间构型：SO3、SO2、CO32－、O4。
SO3：3+(6-6)/2=3SO2：2+(6-4)/2=3CO32－：3+(6-6)/2=3O4：3+(6-6)/2=3(O4以其中1个O原子作为中心原子，其余3个O原子作为配位原子)。
杂化轨道数全是3，中心原子均是采用sp2杂化；由于SO3、O4、CO32－均没有孤对电子，均呈平面正三角形，键角等于120º。
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。
n原子杂化类型的判断
n原子杂化类型的判断
判断N原子杂化类型的方法主要有以下几种：
1. 等电子体法：将结构模糊或复杂的分子、离子转化成熟悉的等电子体，然后根据等电子体的中心原子杂化类型来判断。
例如，NO2+和CO2互为等
电子体，CO2中心原子C为sp杂化，则NO2+中心原子N也为sp杂化。
2. 价键直查法：根据杂化轨道理论，原子之间成键时，未杂化轨道形成键，杂化轨道形成键。
若未参与成键的杂化轨道上的孤对电子，则可直接用下式判断：杂化轨道数n=中心原子的键数+中心原子的孤电子对数（多重键中
只有一个键，其余均为键），从而确定中心原子的杂化类型。
3. 价层电子对数法：若n=4，则采用sp3杂化；若n=3，则采用sp2杂化；若n=2，则采用sp杂化。
如需了解更多信息，建议咨询化学领域专业人士或查阅化学相关书籍。
计算杂化轨道类型的公式
计算杂化轨道类型的公式在化学的奇妙世界里，杂化轨道可是个相当重要的概念。
而要搞清楚杂化轨道的类型，那咱们就得借助一些神奇的公式啦。
先来说说什么是杂化轨道。
想象一下，原子们就像一群爱跳舞的小精灵，它们为了更好地成键，会调整自己的轨道姿态，这一调整就形成了杂化轨道。
那计算杂化轨道类型的公式到底是啥呢？其实很简单，就是根据中心原子的价层电子对数来判断。
价层电子对数 = （中心原子价电子数+ 配位原子提供的电子数 ±离子电荷数）/ 2 。
比如说，咱们来看甲烷（CH₄）。
碳是中心原子，它的价电子数是4，氢原子作为配位原子，每个氢原子提供 1 个电子。
那碳的价层电子对数就是（4 + 4 × 1）/ 2 = 4 ，所以碳在甲烷中是 sp³杂化。
我记得有一次给学生们讲这个知识点的时候，有个特别调皮的学生，叫小李。
他一开始怎么都理解不了，还跟我嚷嚷说：“老师，这也太复杂啦，我脑袋都要炸啦！”我笑着跟他说：“别着急，咱们慢慢来。
”我就拿了一堆小球和小棍，当作原子和化学键，给他现场演示。
慢慢地，他那紧锁的眉头终于舒展开了，还兴奋地说：“老师，我懂啦！”再比如二氧化碳（CO₂），碳的价电子数是 4，氧原子作为配位原子，不考虑电荷数，每个氧原子提供 2 个电子。
所以碳的价层电子对数就是（4 + 2 × 2）/ 2 = 2 ，碳在二氧化碳中就是 sp 杂化。
在学习杂化轨道类型的计算时，大家可别死记硬背公式，要理解其中的道理。
多做几道练习题，熟悉不同原子的价电子数和配位原子提供的电子数，这样才能真正掌握这个知识点。
像氨气（NH₃），氮原子是中心原子，价电子数是 5，氢原子每个提供 1 个电子，所以氮的价层电子对数是（5 + 3 × 1）/ 2 = 4 ，氮在氨气中是 sp³杂化。
还有水（H₂O），氧原子的价电子数是 6，氢原子每个提供 1 个电子，价层电子对数就是（6 + 2 × 1）/ 2 = 4 ，氧在水中也是 sp³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
判断中心原子轨道杂化方式的方法
判断 Ｎ 中 Ｎ 原 子 的 杂 化 方 式 ， 写 成 Ｎ— Ｎ 的 形 式 ， — Ｎ ， 一 ０ Ｂ — Ｎ ， ： ０— ２× ０ Ｎ Ａ Ｈ ， Ｖ ＝ ：１ ＋
８×１ ２× １ 这 样 ｎ一 ０ ｂ一 １ ｍ 一 １ ａ ｂ ＋ ， 、 、 ， ＋ ＋ 一 ２且 ｍ 不 为 ０ 则 Ｎ 的轨 道是 不 等性 ｓ ， ｐ杂 化 。 判断 Ｎ０。中 Ｎ 原子 的杂 化方 式 ， ： Ｎ， — Ｏ， — Ｎ ， 一 １ Ａ Ｈ Ｂ Ｖ ９— ２×０ ８×２ ２× １ １ 这 ＋ ＋ — ， 样 ａ一 ０ ｂ一 １ ｍ 一 １ ａ＋ ｂ ｍ ＝ 、 、 ， ＋ ＝ ＝３且 ｍ 不 为 ０ 则 Ｎ 的轨道 是不 等性 ｓ 杂化 。 ， 判断 Ｘｅ Ｏ。中 Ｘ ｅ原子 的杂 化方 式 ， ＝ Ｘ ， 一 ０ Ｂ— Ｏ， 一 ２ ＝ ２ Ａ ＝ ｅＨ ＝ ， Ｖ ６＝ ×０＋ ８ ３ ２ １ ｎ ｂ ＝ × ＋ × ，＋ ＋ ｍ 一 ４且 ｍ 为 ０ 则 Ｘｅ的轨 道是 等性 ｓ 。 ， 杂化 。 ２ ＡＨａ ｂ中价 电子 总数 为 ８的整 数倍 值 时 Ａ 的轨道 杂化 方式 Ｂ
例如 一 。 。 、 一 。 。 ｄ等
（ ） 电子总数 每增 加 ６时 ， ２ 价 Ａ
２ １ 年 ｌ 月 ００ １
安庆 师 范学 院学报 （ 自然科 学版）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｎ ｉ ｅ ｃｅｓＣ ｌｇ （ ａｕａ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｑｎ Ｔ ａ ｈｒ ｏｌ ｅ Ｎ ｔｒｌ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏＡ ｇ ｅ Ｓｅ ｉ
Ｎ Ｖ． ２ ｌ Ｏ ０ Ｏ
第 １ 卷 第 ４期 ６
道 杂化 方式 的方 法 。 １ 价 电 子 总 数 判 断 原 子 轨 道 杂 化 方 式 的 方 法 改 进
专题05 分子的空间结构及中心原子杂化轨道类型的判断方法(突破专练)(解析版)
2021-2022学年高二化学重难点专题突破模块二分子结构与性质专题05 分子的空间结构及中心原子杂化轨道类型的判断方法一.选择题1．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是()A．乙醛[] B．丙烯腈[]C．甲醛[] D．丙炔[]解析A[答案]乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化；丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子均采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化；甲醛中碳原子采取sp2杂化；丙炔中甲基的碳原子采取sp3杂化，碳碳三键中两个碳原子均采取sp杂化。
2．BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF－4，则BF3和BF－4中B原子的杂化轨道类型分别是()A．sp2、sp2B．sp3、sp3C．sp2、sp3D．sp、sp2解析C[答案]BF3中B原子的价层电子对数为3，所以为sp2杂化，BF－4中B原子的价层电子对数为4，所以为sp3杂化。
3．在BrCH===CHBr分子中，C—Br采用的成键轨道是()A．sp—p B．sp2—sC．sp2—p D．sp3—p解析C[答案]BrCH===CHBr分子中的两个碳原子都采取sp2杂化，溴原子的价层电子排布为4s24p5,4p轨道上有一个未成对电子，与碳原子的一个sp2杂化轨道成键，C项正确。
4．氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为()A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C．NH3分子中有一个未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子解析C[答案]氨分子中的N原子和甲烷分子中的C原子都是sp3杂化，C原子的四个杂化轨道全部参与成键，而N 原子的杂化轨道中有3个参与成键，还有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较强，从而使得两种分子的结构不同，C项正确。
第二节 第2课时 杂化轨道理论(学生版)
第2课时 杂化轨道理论[核心素养发展目标] 1.通过对杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。
2.通过对杂化轨道理论的学习，掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析的思维模型。
一、杂化轨道及其类型1．杂化轨道的含义在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。
重新组合后的新的能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
2．原子轨道的杂化过程3．杂化轨道的类型(1)sp 3杂化轨道——正四面体形sp 3杂化轨道是由 s 轨道和 p 轨道杂化而成，每个sp 3杂化轨道都含有14s 和34p 的成分，sp 3杂化轨道间的夹角为 ，空间结构为正四面体形。
如图所示：(2)sp 2杂化轨道——平面三角形sp 2杂化轨道是由 s 轨道和 p 轨道杂化而成的，每个sp 2杂化轨道含有13s 和23p 的成分，sp 2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形，如图所示：(3)sp 杂化——直线形sp 杂化轨道是由 s 轨道和 p 轨道杂化而成的，每个sp 杂化轨道含有12s 和12p 的成分，sp 杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形，如图所示。
(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子( )(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的( ) (3)只有能量相近的轨道才能杂化( ) (4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键( )(5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p 轨道可用于形成π键( ) (6)2s 轨道和3p 轨道能形成sp 2杂化轨道( )1．常见的杂化轨道类型有哪些？什么是sp 3杂化？ 提示：2．如何判断杂化轨道类型？ 提示 ：3．填写下表：1．在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是( )A ．sp 2、sp 2B ．sp 3、sp 3C ．sp 2、sp 3D ．sp 、sp 32．(2022·湖南师大附中高二期末)下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是() A．CH4、NH3B．BBr3、SO2－3C．SO2、BeCl2D．PCl3、H3O＋(1)杂化轨道理论的要点①原子形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
mn3+杂化轨道类型
mn3+杂化轨道类型
首先，为了判断“mn3+”离子中的杂化轨道类型，我们需要知道中心原子的价电子数量。
1. 确定中心原子的价电子数：首先我们需要确定中心原子的价电子数。
对于Mn原子，其价电子数为7。
2. 判断配位体类型：然后我们需要判断配位体的类型，这里+3价的中心原子与3个配位体形成配合物，因此是单齿配位。
3. 确定杂化轨道数：接着，我们用中心原子的价电子数加上配位体的成键电子数来确定杂化轨道数。
所以杂化轨道数为7 + 3 = 10。
4. 判断杂化轨道类型：最后我们根据杂化轨道数的数量判断其杂化轨道类型。
由于是10个轨道，可以判断出是外轨型杂化，即sp3d2杂化。
综上，我们可以得出结论：“mn3+”离子的杂化轨道类型为sp3d2。
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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：
1、n=[中心原子（A）的价电子数+配位原子（B）提供的价电子数Xm]+ 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1荷数。
2H
2、CO
2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；C
2H
4、C
6H
6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；CH
4、CCl
4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。
CH
3-0H等醇类，都可以看作R—代换了H
20中的H,因为H
20中0原子为sp3杂化，所以CH3
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。
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23
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
直线形
平面三角形
正四面体键角
180°
120°
109.5°
sp
sp2
sp3
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，C
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：
NH
3的价电子对数n=(5+1X) -2=4,N采用sp3杂化，n-m =4-3= 1,有1对孤电子对,故分子呈三角锥型。
第⑶ 组都是AB
4型离子,NH
4的价电子对数n=(5+1X41)—2=4,N采用sp3杂化，n-m =4—4 = 0,无孤电子对,故分子呈正四面体；
PO
4的价电子对数n=(5+0X33)—2=4,P采用sp3杂化，n-m =4-4= 0,无孤电子对,分子呈正四面体结构。
2的价电子对数n=(2+1X2 -2=2,Be采用sp杂化，n—m=2-2=0, 无孤电子对，故分子呈直线型；H20的价电子对数n=(6+1X2 -2=4,O采 用sp3杂化，n-m=4—2=2,有2对孤电子对，故分子呈折线型。
第⑵ 组都是AB
3型分子,SO
3的价电子对数n=(6+OX) -2=3,S采用sp2杂化，n-m= 3-3= 0,无孤电子对,故分子呈平面三角形；
3、中心原子孤电子对数=n（价电子对数）—m（配位原子B数）。
4、°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：
⑴BeCI
2、H
20⑵SO
3、NHBiblioteka 3、⑶NH4、PO4。
解析：
第⑴组都是AB2型分子，BeCI
四、根据等电子原理判断
教材的 “资料卡”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N
20分子的空间构型和杂化轨道类型。