高三化学复习 杂化轨道理论之轨道类型和轨道数(教师版)

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、AB m 型杂化类型的判断 方法一：

公式: 电子对数n ＝1

2

(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，sp 2杂化；n ＝4，sp 3杂化；

当n ＝5， sp3d 杂化；n ＝6，sp3d2杂化；n ＝7，sp3d3杂化……

SO 2：n ＝12(6＋0)＝3 sp 2杂化 NO －3：n ＝12(5＋1)＝3 sp 2杂化 NH 3：n ＝12(5＋3)＝4 sp 3

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：SO 2 (6+2-2)/2=3 sp 2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：SO 3 (6+3-3)/2=3 sp 2杂化（解析同上，下同）

例3：SO 32－ (6+3-3+2)/2=4 sp 3杂化（SO 32－带二个单位负电荷） 例4：SO 42－ (6+4-4+2)/2=4 sp 3杂化

例5：CN － (4+1-2+1)/2=2 sp 杂化（氮元素为三价，碳氮间为叁键，其中有二个π键） 例6：NH 4+ (5+4-1)/2=4 sp 3杂化 例7：ClO 3－ (7+3-3+1)/2=4 sp 3杂化 例8：PO 33－ (5+3-3+3)/2=4 sp 3杂化 例9：PO 43－ (5+4-4+3)/2=4 sp 3杂化

例10：H －N ＝N －H (5+2-1)/2=3 sp 2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：BeCl 2、CO 2；

（2） sp 2杂化：BF 3 、HCHO(中心原子为C ：(4+3-1)/2=3； （3）sp 3杂化：CH 4、NH 3、H 2O 。

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

2 sp 直线 2 0 直线BeCl

2、CO

2

3 sp2三角形3 0 三角形BF

3

、SO

3

2 1 V形SnBr

2

、PbCl

2

4 sp3四面体4 0 四面体CH

4

、CCl

4 3 1 三角锥NH

3

、PCl

3 2 2 V形H

2

O

代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构

CO

2

2+0＝2 sp 直线形

CH

2

O 3+0＝3 sp2平面三角形

CH

4

4+0＝4 sp3正四面体形

SO

2

2+1＝3 sp2V形

NH

3

3+1＝4 sp3三角锥形

H

2

O 2+2＝4 sp3V形

二、H m AB n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② SO2G＝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