淺談中學(xué)常見分子立體構(gòu)型的確定方法

陳魁林

（河北省辛集市第五中學(xué)，河北 石家莊 052360）

淺談中學(xué)常見分子立體構(gòu)型的確定方法

陳魁林

（河北省辛集市第五中學(xué)，河北 石家莊 052360）

大多數(shù)分子是由兩個及以上原子構(gòu)成的，因此就有了分子中的原子的空間關(guān)系問題，這就是分子立體構(gòu)型。那么我們?nèi)绾未_定常見分子立體構(gòu)型呢?根據(jù)分子中心原子的價層電子對數(shù)= σ 鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)，確定中心原子的軌道雜化方式，然后略去孤電子對，即可得到分子的立體構(gòu)型。

分子立體構(gòu)型；價層電子對互斥理論；中心原子的軌道雜化方式；中心原子的價層電子對數(shù)；σ 鍵電子對數(shù)

孤電子對數(shù)“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”一章中“分子的立體構(gòu)型”（《化學(xué) 選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第二章第二節(jié)）蘊含著豐富的知識與規(guī)律，為幫助學(xué)生學(xué)習(xí)掌握有關(guān)知識規(guī)律，現(xiàn)將其歸納如下。例如，三原子分子的立體構(gòu)型有直線形和V形兩種，如CO2呈直線形，而H2O呈V型；大多數(shù)四原子分子采取平面三角形和三角錐形兩種立體構(gòu)型，如甲醛分子呈平面三角形，而氨分子呈三角錐形；五原子分子的可能立體構(gòu)型更多，最常見的是正四面體形，如甲烷是正四面體形，那么我們?nèi)绾未_定常見分子立體構(gòu)型呢?

一、價層電子對互斥理論

（一）中心原子的價層電子對數(shù)的計算。

價層電子對互斥理論認(rèn)為，分子的立體構(gòu)型是“價層電子對”相互排斥的結(jié)果。價層電子對是指分子中的中心原子上的電子對，包括σ 鍵電子對和中心原子上的孤電子對（未用于形成共價鍵的電子對）。即中心原子的價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)

（二）σ鍵電子對數(shù)的計算。

σ鍵電子對數(shù)由分子式確定，即中心原子的周圍有幾個配位原子（或原子團）就形成幾個σ鍵，就有幾對σ鍵電子對。如水的中心原子O,它的周圍有2個配位H原子，形成了2個σ鍵，即O有2對σ鍵電子對。

σ鍵電子對數(shù)=中心原子周圍的配位原子（或原子團）的數(shù)目=σ鍵數(shù)

（三）中心原子上的孤電子對數(shù)的計算。

二、價層電子對互斥理論把分子分成兩類

（一）中心原子上的價電子都用于形成共價鍵，如CO2、 CH4等分子中的碳原子，它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)來表示，概括如下：

（二）中心原子上有孤電子對的分子，如H2O、NH3等，中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥，因而H2O分子呈V形、NH3分子呈三角錐形。

（三）中心原子的軌道雜化類型與分子立體構(gòu)型的確定。

對于非過渡元素，由于ns和np能級接近，往往采用sp型雜化，而sp型雜化又分為sp雜化、sp2雜化、sp3雜化。那么中心原子的軌道雜化類型與中心原子的價層電子對數(shù)是怎樣的關(guān)系呢？如何利用它們來確定分子立體構(gòu)型呢？中心原子的價層電子對數(shù)為2的sp雜化，價層電子對所成鍵的鍵角為180ο，分子通常呈直線型。常見物質(zhì)CO2、CS2等。中心原子的價層電子對數(shù)為3的2sp雜化。若三個雜化軌道都參與成鍵，則分子（或離子）呈平面三角形。常見物質(zhì)SO3、BF3、、、HCHO等。若三個雜化軌道中只有2個軌道參與成鍵，還有一對孤對電子，分子為“V”形。常見物質(zhì)SO2、等。中心原子的價層電子對數(shù)為4的3sp雜化。若4個雜化軌道都參與成鍵且成相同的鍵，則鍵的夾角為109ο28'，分子的構(gòu)型為正四面體。常見物質(zhì)CH4、CCl4、等。若4個雜化軌道都參與成鍵，但所成鍵不同或部分不同，鍵的夾角則不是109ο28'，分子的構(gòu)型為不規(guī)則四面體。常見的物質(zhì)有CH2Cl2、 CHCl3等。若4個雜化軌道只部分參與成鍵，其分子的構(gòu)型與孤電子對數(shù)有關(guān)。如H2O中O的價層電子對數(shù)為，為3 sp雜化，其中O有2對孤電子對，分子形狀為“V”形；NH3中N的價層電子對數(shù)為,為3sp雜化，其中N有1對孤電子對，分子形狀為三角錐形。

三、常見物質(zhì)中心原子的價層電子對數(shù)、軌道雜化方式以及分子立體構(gòu)型

常見分子立體構(gòu)型的確定方法，根據(jù)分子中心原子的價層電子對數(shù)=σ 鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)，確定中心原子的軌道雜化方式，然后略去孤電子對，即可得到分子的立體構(gòu)型。

G633.8

：A

1671-864X（2015）12-0166-01