第09讲 25杂化轨道理论 等电子体原理（含答案）-2024年高中化学同步讲义（选择性必修二）

第09讲2.5杂化轨道理论等电子体原理(含答案)・2024年

高中化学同步精品讲义(选择性必修二)第9课杂化轨道理

论等电子体原理

学习目标

1.了解杂化轨道理论的基本内容。

2.能根据杂化轨道理论解释简单分子的空间结构。

3.结合杂化轨道理论认识常见共价分子的空间结构。

知识梳理

一、杂化轨道理论简介

1.杂化轨道的含义

杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的.

(1)轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部的原子轨道发生一，重新成一组新的轨道

的过程。

(2)杂化轨道，原子轨道—后形成的一组新的,叫做原子轨道，简称..

(3)杂化轨道的特点

①杂化轨道数参与杂化的原子轨道数；

②杂化改变了原子轨道的和;

③杂化使原子的成键能力;

④杂化轨道用于构建分子的规道和轨道。

2.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。发生轨道杂化的原子一定是原子。

(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，的原子不可能发生杂化。

(3)只有的原子轨道才能杂化(如2s、2p)o

(4)杂化前后原子轨道数目—(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____。

(5)为使相互间的排斥力最小，杂化轨道在空间取夹角分布。杂化后轨道的、发生改

变，但相同杂化形式的杂化轨道形状完全o杂化使原子的或键能力—o形成的共价键更o

(6)杂化轨道用于形成或者用来容纳未参与成键的。未参与杂化的p轨道可用于形成—键。

分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化O

(7)杂化轨道成键时仍具有共价键的特征——性和性

(8)杂化轨道数二中心原子上的数+与中心原子结合的—数。

3.杂化轨道类型

类型形成过程夹角空间结构

Sp3杂化轨道sp3杂化轨道是由一个S轨道和一个p轨道杂化形成的—_______形

Sp2杂化轨道sp2杂化轨道是由个s轨道和个P轨道杂化而成的—形

sp杂化轨道sp杂化轨道是由一个S轨道和一个P轨道杂化而成的_______形

【特别说明】原子轨道发生sp杂化时，还有2_个叩轨道未发生杂化，若np轨道上有未成对电子，形成分

子时2个np轨道上的电子会形成键。

1)sp3杂化与CH』分子的空间构型

(1)杂化轨道的形成

碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，_个2s轨道和一个2p轨道“混合”，形成—相等、相

同的一个spi杂化轨道。

|TT||激发|TTT杂化

2p

2pSp3杂化轨道

吗2s

基态原子轨道激发态原子轨道杂化轨道

Sp3杂化轨道的空间构型

4个sp3杂化轨道在空间呈__________,轨道之间的夹角为,每个轨道上都有一个未成对电子。

(2)共价键的形成

,轨道重叠，形成4个相同的.键。

(3)CH4分子的空间构型

CH』分子为空间结构，分子中C—H键之间的夹角都是o

(4)王四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCMNHJ等。金刚石

中的碳原子、晶体硅和石英(Si6)晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。

2)sp2杂化与BF3分子的空间构型

(1)卬2杂化凯道的形成

硼原子2s轨道上的1个电子进入2P轨道。个2s轨道和个2P轨道发生杂化，形成_相等、

相同的个sp2杂化轨道。

明道

崂而u2Prn一激发.0「［T2PE杂化，熄叮9市1口2Pz

JO

基态激发态杂化态

硼原子的3个sp2杂化轨道呈_________,3个sp2杂化轨道间的夹角为。

(2)共价键的形成

硼原子的3个轨道分别与3个氨原子的1个—轨道重叠，形成3个相同的

_______键。

(3)BF3分子的空间构型

BE分子的空间构型为,键角为。

3)sp杂化与BeCL分子的空间构型

(1)杂化轨道的形成

Be原子2s凯道上的I个电子进入2P轨道，_个2s轨道和_个2p凯道发生朵化，形成一相等、—相

同的___个sp杂化轨道。

回、□工口可□卫正□□

年杂化轨道

2s4P/Pspa杂化

Be原子的sp杂化轨道呈,其夹角为。

(2)共价键的形成

Be原子的2个轨道分别与2个C1原子的1个轨道重叠形成2个相同的

_____键。

(3)BeCI2分子的空间构型0=0^

BeCk分子为空间构型为，分子中Be—C1键之间的夹角为。BeC，1

4.杂化轨道类型与分子的空间结构的关系

(1)杂化轨道用于形成或用来容纳未参与成键的,，当没有孤电子对时，能量相同

的杂化轨道彼此远离，形成的分子为结构；当有孤电子对时，孤电子对占据一定空间且对成键电子对

产生排斥，形成的分子的空间结构也发生—o

(2)杂化轨道与分子的空间结构的关系

①当杂化轨道全部用于形成。键时

杂化类型spsp2Sp3

轨道组成_个ns和___个np一个ns和_个np一个ns和___个np

轨道夹角———

杂化轨道示意图180°120°/■x

o

实例

BeCl2BF3CH4

分子结构示意图FH

109。28小

II，H

H

分子空间结构_______形_________形________________形

②当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时

由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化

轨道有个杂化轨道由占据•，其分子不呈____________形，而呈上形；氨分子中氮原子的sp3

杂化轨道有一个杂化轨道由占据，氨分子不呈__________形，而呈形。

5.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系

杂化轨道理论了价层电子对互斥模型所推测的分子空间结构，但分析具体分子中的中心原子的杂

化轨道类型时，应先确定分子或离子的,再确定中心原子的oVSEPR模型及其

中心原子对应的杂化轨道类型如表所示：

VSEPR模型AX•1F心X

VSEPR

直线形平面三角形四面体平面三角形四面体正四面体

模型名称

中心原子的杂233

SPSP?Sp3spspsp

化轨道类型

soHOsoNHCH

典型例子CO222334

【思考与讨论p49］参考答案：

(1)BF3的o键电子对数为3,孤电子对数为0,价层电子对数为3,故杂化轨道类型为杂化。

(1)%0+的。健电子对数为3,孤电子对数为1,价层电子对数为4,故杂化轨道美型为朵化。

6.杂化轨道类型的判断方法

(1)根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构

在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子

2―＞卯

的杂化轨道类型：。键电子对数(成键电子对数)+孤电子对数=价电子对数=杂化轨道数137印2

4T印3

根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下:

价层电子对杂化轨道类成健电子对孤电子对杂化轨道分子空间结实例

数型数数数构

2sp202_______形BeCh>CO?、HCN

30________形BF3、SO3、CO32-

3Sp23

2______形

1SnBn、SO2、NO2-

40_________形CHCh.SiCU^PO?-

32-

4sp314_________形NH3、PCI3、SO3

22_形0F2、mo、NH2-

(2)根据杂化轨道间的夹角判断

朵化轨道间的夹角杂化轨道类型

—Sp3

—Sp2

一—SP

(3)根据分子或离子的空间结构判断

分子或高子的空间结构杂化轨道类型

________形Sp3

_______形sp2

_______形卬

(4)根据共价键类型判断

由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成兀键，杂化轨道用于形成或

用来容纳未参与成键的o对于能明确结构式的分子、离子，其中心原子的杂化轨道数n=中

心原子形成的数+中心原子上的数，即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子

形成的数和中心原子上的数，进而判断数。例如：

①在SiFj分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个。键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分

子中硅原子采用化。

②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个。键，与氧原子形成C=O,C=O中

有I个o键、1个兀键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用—杂化。

⑸以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型

—C—

①没有形成兀键，为杂化：CH4、C04、I

c=oc=c

②形成一个冗键，为杂化：CH2=CH2,苯（大冗键）、/、/、

③形成两个冗键，为杂化：CH三CH、O=C=O（CO2）＞S=C=S（CS2）

【研究与实践——制作分子的空间结构模型仰9】思考与讨论参考答案：

把四个充满气的气球用皮筋扎在一起，这四个气球形成一个正四面体形；然后把这4个气球在黑板上压在

一个平面中，形成的是平面正方彩；再将四个气球抛向空中，形状乂恢复正四面体形，说明这种正四面体

的形式是它自然的状态“把这四个气球看成四对共用电子对，它们的公共结点看成是碳原子，那么这种结

构取向就是它的自然取向，这正像甲烷分子的正四面体形结构。

二、等电子体原理

I.含义：相同、相同的_____________________互为等电子体。

【特别提醒】核外电子总数不一定相同；等电子体可以拓展到离子。

2.特点:等电子体具有相似的特征（立体结构和化学键类型）及的性质,例如CO和N2的熔沸点、

溶解性等都非常相近。

3.等电子原理的应用

利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的构型。如SO?和03的原子数目和价电子

总数都相等，二者互为等电子体，中心原子都是杂化，都是形结构。

4.确定等电子体的方法

同主族—或同周期元素替换，交换过程中注意变化。变换过程中注意电荷变化，并伴有元素

种类的改变

序号方法示例

竖换：把同族元素（同族原子价电子数相同）____交换，

1CO2与CS2、。3与SO2

即可得到相应的等电子体

横换：换一主族元素，这时候价电子发生变化，再通

2N2与CO

过得失电子使价电子总数相等

03与NO晨CH4与NH；

3可以将分子变换为也可以将离子变换为—

CO与CNf

[■^71把（）换成前一个原了（「）.可

”:匚』少了1个电子•再得1个电子一心口

把N换成前一个原了•《）|正|

少了1个电子.再得1个电子“LX」，

国一।把C换成后一个原子（N）（多I个电子）

':也」把（）换成前一个原干（N）（少1个电子）

5.常见的等电子体汇总

微粒通式价电子总数立体构型

I6e_____形

82、CNS\NO晨N,AX2

COf.NO?、SO_________形

3AX324e-

I8e一一形

SO2、O3、NO2AX2

sor.por32e-_________形

AX4

pof.soM、cio;AXa26e_________形

co、N2AXlOe一_______形

、NH；

CHIAX48e_________形

问题探究

A问题一杂化轨道理论与分子的结构

【典例1】下列分子或离子的立体构型和中心原子的杂化方式均止确的是

+

A.ASH3平面三角形sp3杂化B.H30平面三角形sp2杂化

C.H2SeV形sp3杂化D.CO1三角锥形sp3杂化

【变式1-1］有机物CH3CH=CH-C^CH中标有“•”的碳原子的杂化方式依次为（）

A.Sp、Sp?、Sp3B.Sp\Sp?、Sp

C.sp2>sp、sp3D.sp\sp、sp2

【变式1-2］下列说法中正确的是（）

A.中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型都是四面体型

B.sp3杂化轨道是由任意的I个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp，杂化轨道

C.苯分子的碳原子是Sp?杂化，分子的空间构型为平面结构

D.AB3型的分子空间构型必为平面三角形

A问题二等电子体原理与分子结构

【典例2］通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相

同，则下列有关说法中正确的是（）

A.CHi和NH；是等电子体，键角均为60。

B.NCh和CO3是等电子体，均为平面三角形结构

C.和PCL是等电子体，均为三角锥形结构

D.B3N3H6和茉是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道

【变式2-1】由短周期元素原子构成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为

等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，立体结构相似的是（）

A.SO2与。3B.CO2与NO?C.CS2与NO2D.PCb与BF3

【变式2-2］根据等电子原理：由短周期元素原子构成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之

和相同，可互称为等电子体，它们具有相似的结构特征。以下.各组微粒结构不相似的是（）

A.CO和N2B.O3和NO2C.CO2和N2OD.N2H4和C2H4

强化训练

1.下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是（）

2-

©CO5®CH2=CH2③苯④CH三CH⑤NHa@CH4

A.①②③B.①⑤⑥C.②③®D.③⑤©

2.下列各组微粒中，互为等电子体的一组是（）

A.CO、C2H2、N2B.SiF、SiO：、SO；：P0/C.CO/、NOrBeChD.SO2、NO。、CNO

3.形成下列分子时，一个原子用sp，朵化轨道和另一个原子的p轨道成键的是（）

①PF30CCl4③NH3@H20

A.①②B.@@C.③④D.①④

4.根据等电子原理，下列分子或离子与其他选项不属于同一类的是（）

22

A.PFJB.SiO4-C.SO4'D.SiH4

5.判断下列中心原子的杂化轨道类型（点“•”的原子为中心原子）。

微粒③?。4⑤7修

①H©@CH2=CH2®NCI3

杂化轨道数目

杂化轨道类型

6.科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构，例如CH4与NH。有相同的电子数和立体构型。依此原理在

下表空格中填出相应的化学式:①；②；③。

①③

CH4co|-

NH：N2H行②

N2

国0

1.下列说法：①CH。,是三角锥型；②AB?是V形，其A可能为sp?杂化；③二硫化碳中碳原子为sp杂化；

④NH：是平面四边形结构；⑤HQ、NH,、Ck分子中的0、N、C分别形成2个、3个、4个键，故0、

N、C原子分别采取sp、sp?、sp'杂化；⑥PC'分子是三角锥型，这是因为P原子是以sp?杂化的结果；⑦

sp'杂化凯道是由任意的I个s轨道和3个p机道混合形成的四个sp，杂化凯道；⑧凡中心原子采取sp'杂化

的分子，其VSEPR几何构型都是四面体形；⑨SOMSOj杂化轨道类型均为sp?杂化，立体构型分别为V

形、平面三角形；⑩气体单质中，一定有c键，可能有冗键。正确的选项有

A.2个B.3个C.4个D.5个

2.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型正确的是

选项分子式中心原子杂化方式VSEPR模型名称空间结构

ABeCl,SPV形V形

9

BHCHOsp-平面三角形三角锥形

CCH；sp~四面体形平面三角形

DSO；-sp3正四面体形正四面体形

3.下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是

A.SO；B.CIO4C.NO,D.C1OX

4.卜・列各组微粒的空间构型相同的是

①NH：和H?0②NH3和H；CT③NH；和HQ+④和SO?⑤CS?和BeCl?⑥SiO。和

SO；-⑦BF3和AlQs

A.全部B.除④⑥⑦以外

C.③④⑤⑥D.②

5.等电子体之间往往具有相似的结构，N20与C02分子具有相似的结构（包括电子式）；已知N20分子中氧原

子只与一个氮原子相连，下列说法合理的是

A.N?0为三角形分子

B.N?0与CO?均不含非极性键

C.NzO的电子式可表示:N：：N二社

D.NzO与SiOz为等电子体、具有相似的结构和相似性质

6.下面两表分别列出了CO和N：的某些性质及相关犍能，有关说法不正确的是

表一

常温时在水中溶

分子熔点/℃沸点/℃

解度

co-205.05-191.492.3mL

N2-210.00-195.811.6mL

表二

COC-0C=OC=0

键能(kJ/mol)357.7798.91071.9

N2N-NN=NN三N

键能(kJ/mol)193418946

A.CO与。的，价电子总数相等

B.山表2可知，CO的活泼性不及N2

C.由表1可知，CO的熔沸点高于N2,是因为CO分子间作用力大于N2

D.由表2可知，。键的稳定性不一定强于兀键

7.在VSEPR中，电子对斥力大小顺序可认为：孤对甩子-孤对电子＞孤对电子-成键电子〉成键电子-成键电

子，当电子对之间的夹角大于90。时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，构型为三角双锥。PCs是典型

的三角双锥分子，两个编号为①的C1原子和P在条直线上，三个编号为②的C1原子构成平面正三角形。

SF4和BrF3价层甩子对数也都是5,但它们分别有1对和2对孤对电子，以如图为参照。则它们的孤对电子

分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小

C1-

ABCD

①①②②

SF4

©②②

BrF3

8.等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电

子体分类、空间构型表。

等电子体类型代表物质空间构型

四原子24电子等电子体SO3平面三角形

四原子26电子等电子体SO；三角锥形

五原子32电子等电子体CC14四面体形

六原子40电子等电子体PC15三角双锥形

七原子电子等电子体八面体形

48SF6

试回答：

(1)下面物质分子或离子的空间构型：

_

B6，CO.?,HC104o

(2)由第一、二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有。

(3)SF6的空间构型如图1所示，请再按照图I的表示方法在图2中表示OSF4分子中0、S、F原子的空

间位置。已知OSE分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。

0

F

图1图2

第9课杂化轨道理论等电子体原理

学习目标

1.了解杂化轨道理论的基本内容。

2.能根据杂化轨道理论解释简单分子的空间结构。

3.结合杂化轨道理论认识常见共价分子的空间结构。

知识梳理

一、杂化轨道理论简介

1.杂化轨道的含义

杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。

(1)轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道发生混杂,重新组合成一■新的轨道的

过程。

(2)杂化轨道：原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道,叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道.

(3)杂化轨道的特点

①杂化轨道数笠王参与杂化的原子轨道数；

②杂化改变了原子轨道的形状和方向;

③杂化使原子的成键能力增强;

④杂化轨道用于构建分子的。轨道和孤电子对轨道。

2.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。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，孤立的原子不可能发生杂化。

(3)只有能量相近的原子轨道才能杂化(如2s、2p)o

(4)杂化前后原子轨道数目丕变(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回。

(5)为使相互间的排斥力最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。杂化后轨道的伸展方向、形状发生改变,

但相同杂化形式的杂化轨道形状完全她1。杂化使原子的成键能力增加。形成的共价键更牢固。

⑹杂化轨道用于形成o键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。未参与杂化的p轨道可■用于形成工键。分

子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化型。

(7)杂化轨道成键时仍具有共价键的特征一方向性和饱和性

(8)杂化轨道数二中心原子上的孤电子对数+与中心原子结合的原子数。

3.杂化轨道类型

类型形成过程夹角空间结构

Sp3杂化轨道Sp3乐化轨道是由L个S轨道和生个p轨道杂化形成的109。2出止四面体形

Spz杂化轨道sp?杂化轨道是由L个s轨道和之个p轨道杂化而成的120。平面三角形

sp杂化轨道sp杂化轨道是由L个S轨道和L个p轨道杂化而成的180。直线形

【特别说明】原子轨道发生sp杂化时，还有1个叩轨道未发生杂化，若叩轨道上有未成对电子，形成分

子时2个叩轨道上的电子会形成国键。

1)sp3杂化与CH4分子的空间构型

(1)杂化轨道的形成

碳原子2s轨道上的1个电子进入2P空轨道，］_个2s轨道和±个2P轨道“混合”，形成能量相等、成分相同

的上个sp3杂化轨道。

2s~2ssp，杂化轨道

基态原子轨道激发态原子轨道杂化轨道

sp，杂化轨道的空间构型

4个sp，杂化轨道在空间呈典画逑，轨道之间的夹角为1n2筌，每个轨道上都有一个未成对电子。

(2)共价键的形成

碳原子的4个SD3杂化轨道分别与4个氢原子的区轨道重叠，形成4个相同的更键。

(3)CH4分子的空间构型

CH分子为空间止四面体结构,C子中C—H键之间的夹角都是1()9。281

(4)王四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCLi、NHJ等。金刚石

中的碳原子、晶体硅和石英(SiOJ晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。

2)sp2杂化与BF3分子的空间构型

(I)sp2杂化轨道的形成

硼原子2s轨道上的1个电子进入2P轨道。L个2s轨道和2个2P轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同

的t个sp2杂化轨道。

什I”I杂化|T|1|T|口

回LLlII激发.r

□2p

2s4sp2杂化轨道2Pz

2s

基态激发态杂化态

硼原子的3个SD?杂化轨道呈平面三角形,3个sp2杂化轨道间的夹角为120s

(2)共价健的形成

硼原子的3个蛆生化轨道分别与3个氟原子的I个组轨道重叠，形成3个相同的g

键。

(3)BF3分子的空间构型

BR分子的空间构型为平面三角形,键角为1的。。

3)sp杂化与BeCL分子的空间构型

(1)杂化轨道的形成

Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，L个2s轨道和L个2P轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同

的2个sp杂化轨道。

I”।।杂化no

2psp杂化轨道

NS2s

Be原子的SD杂化轨道呈直线形,其夹角为侬S

(2)共价键的形成

Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个CI原子的1个里轨道重叠形成2个相同的g

键。

(3)BeCh分子的空间构型0=0^

BeCl;

BeCL分子为空间构型为百维，分子中Be—CI键之间的夹角为峥。

4.杂化轨道类型与分子的空间结构的关系

⑴杂化轨道用于形成。键或用来容纳未参与成键的孤电子对。当没有孤电子对时，能量相同的杂化轨道彼

此远离，形成的分子为对称结构:当有孤电子对时，孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥，形

成的分子的空间结构也发生变化。

(2)杂化轨道与分子的空间结构的关系

①当杂化轨道全部用于形成a键时

杂化类型spsp2Sp，

轨道组成L个ns和L个npj_个ns和个np_L个ns和个np

轨道夹角180°120。109。28,

杂化轨道示意图120°

180°岳

120oX5ftt/120°

实例BeChBEaCH4

分子结构示意图/80\FH

ClJBe」Cl109。28小

J辰

HW,H

H

分子空间结构直线形平面三角形正四面体形

②当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时

由于孤电了•对参与互相排斥，会使分了•的构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化

轨道有2_个杂化轨道由亚电丑i占据，其分子不呈止四面体形,而呈上形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨

道有1个杂化轨道由孤电子对占据,氨分子不呈正四面体形,而呈三角锥形。

5.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系

杂化轨道理论解昼了价层电子对•互斥模型所推测的分子空间结构，但分析具体分子中的中心原子的杂化

轨道类型时，应先确定分子或离子的VSEPR模型,再确定中心原子的杂化轨道类型。VSEPR模型及其中

心原子对应的杂化轨道类型如表所示；

VSEPR模型xX又

VSEPR

直线形平面三角形四面体平面三角形四面体正四面体

模型名称

中心原子的杂

SP?sp3sp2sp3sp3

化轨道类型SP

SOHOSONHCH

典型例子CO222334

【思考与讨论p49］参考答案：

(1)BF3的。键电子对数为3,孤电子对数为0,价层电子对数为3,故杂化轨道类型为SD2杂化。

(1)%0+的。健电子对数为3,孤电子对数为1,价层电子对数为4,故杂化轨道美型为尔•杂化。

6.杂化轨道类型的判断方法

(1)根据价层电子对互斥模型判断中心原子的杂化类型、空间结构

在确定了分子或离子的中心原子上的成键电子对数和孤电子对数后，可以依据下面的方法确定其中心原子

2->sp

的杂化轨道类型：。键电子对数(成键电子对数)+孤电子对数二价电子对数二杂化轨道数13一印2

4-

根据杂化类型及孤电子对数即可判断分子或离子的空间结构，列表如下:

价层电子对杂化轨道类成键电子对孤电子对杂化轨道分子空间结实例

数型数数数构

2sp202直线形BeCh、82、HCN

2-

30平面三角形BF3、SO3、co3

3sp23

上形

21SnBr2>SO2、NO2一

40四面体形CHCh.SiCk.PO?-

4sp,314三角锥形NH?、PCI3、SO32-

之形

22OF2、H2O、NH2"

⑵根据杂化轨道间的夹角判断

杂化轨道间的夹角杂化轨道类型

109°28'-sp3

120。Sp?

180°卬

(3)根据分子或离子的空同结构判断

分子或离子的空间结构杂化轨道类型

正四面体形Sp3

平面三角形Sp2

直线形卬

(4)根据共价键类型判断

由杂化轨道理论可知，原子之间成键时，未参与杂化的轨道用于形成兀键，杂化轨道用于形成巨鲤或用来

容纳未参与成键的孤电子对。对于能明确结构式的分子、离子,其中心原子的杂化轨道数n二中心原子形成

的o键数+中心原子上的孤电子对数,即可将结构式和电子式相结合，从而判断中心原子形成的红>数和中

心原子上的孤电子对数,进而判断杂化轨道数。例如：

①在SiF_i分子中，基态硅原子有4个价电子，与4个氟原子形成4个。键，没有孤电子对，n=4,则SiF4分

子中硅原子采用Sp，杂化。

②在HCHO分子中，基态碳原子有4个价电子，与2个氢原子形成2个。键，与氧原子形成C=O,C=O中

有I个。键、I个兀键，没有孤电子对，n=3,则HCHO分子中碳原子采用组i杂化。

(5)以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型