判斷中心原子雜化軌道類型的新方法

鄭木炎

摘要：基于中學雜化軌道理論教學實際，針對學生在判斷未知幾何構型或價電子總數為奇數的分子、離子的中心原子雜化軌道類型時存在的困惑，總結出AXm型分子或AXnm型離子的中心原子雜化軌道數的計算公式，并作了進一步的修正，分別得出含氧酸分子和含氧酸根離子、價電子總數為奇數的分子或離子的中心原子雜化軌道數的計算公式。用該法計算一些具有代表性的分子或離子的中心原子雜化軌道數，并以此判斷其雜化軌道類型和幾何構型，結果與相關文獻報告一致。

關鍵詞：中心原子; 雜化軌道數; 雜化軌道類型; 教學研討

文章編號：1005-6629（2020）09-0090-05

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

高中化學選修3《物質結構與性質》（蘇教版）中介紹了雜化軌道理論，但教材中對雜化軌道理論的介紹不夠深入和全面，使該理論一直是公認的教學難點。對于如何判斷給定的分子或離子的中心原子雜化軌道類型，教材里并沒有系統論述，導致在判斷未知幾何構型的分子或離子的中心原子雜化軌道類型時比較困難，特別是對于價電子總數為奇數的分子或離子，如何計算其中心原子雜化軌道數是教學的一個難點。查閱相關大學教材[1～4]，有些教材沒有相關介紹，有些教材則把單電子當作一孤電子對處理，如可以解釋NO2的雜化軌道類型，但在解釋ClO2的雜化軌道類型時會遇到因難。筆者在教學實踐中總結出中心原子雜化軌道數（本文用N表示）的計算公式，并由此確定其雜化軌道類型及幾何構型。本文對中心原子雜化軌道數的計算公式及適用范圍做一個簡單的介紹，旨在對中學化學教學，特別是化學競賽輔導提供參考。

5?結語

本文提出的計算中心原子雜化軌道數的方法，不需要畫出結構式判斷中心原子成鍵電子對數和孤電子對數再確定雜化軌道數，也不必規定不同族的原子作配位原子時提供的價電子數，只需要根據公式即可直接計算中心原子的雜化軌道數。但需要說明的是：一是在教學實踐中，仍然需要全面介紹雜化軌道理論和價層電子對互斥理論，切不可舍本求末。當用常規方法判斷中心原子雜化軌道類型和幾何構型遇到困難時，不妨嘗試本文提出的方法。二是本文的計算方法適用于主族元素以及主族元素與零族元素形成的單中心共價分子或離子、主族元素含氧酸分子或含氧酸根離子，而對于其他含有多個中心原子的分子或離子、含有過渡金屬元素的分子或離子，還有待進一步探討。

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