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分子或离子空间构型的判断方法 PAGE / NUMPAGES 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=2 BF3：3+(3-3)/2=3 CH4：4+(4-4)/2=4 NH3：3+(5-3)/2=4 H2O：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=3 SO2：2+(6-4)/2=3 CO32－：3+(6-6)/2=3 O4：3+(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。而SO2有1对孤对电子，呈V形，键角小于120o。 例3．推测下列微粒的立体结构：ClO－、ClO2－、ClO3－、ClO4－。 杂化轨道数都是4，杂化轨道数相同，但孤对电子数不同，分别是3、2、1、0，四种离子的立体结构依次为直线形、V形、三角锥形、正四面体形。 例4．推测乙烯、乙炔分子中碳原子的杂化方式并判断分子的空间构型。 CH2=CH2：3+(4-4)/2=3 CH≡CH：2+(4-4)/2=2 乙烯分子中任选一个C原子作为研究对象，该C原子为sp2杂化，乙烯属于平面形。同样，乙炔分子中任选一个C原子作为研究对象，该C原子为sp杂化，乙炔属于直线形。 例5．有机物三聚氰胺的结构如图所示，分子中N原子的杂化类型为 。 已知三聚氰胺结构式，且有两种不同的N原子，用第②种方法判断。处于六元环中的N原子任选一个作为研究对象，N原子杂化轨道数：2+(5-3)/2=3，该N原子为sp2。处于氨基的N原子任选一个作为研究对象，N原子杂化轨道数：3+(5-3)/2=4，该N原子为sp3。 二、根据等电子原理判断。即采用等电子原理巧解。 例、判断N2O分子、N3－离子、CNS－离子的空间构型和杂化轨道类型。 在CNS－离子中不知哪个原子是中心原子，哪个是配位原子，难以计算价电子对数。N2O、N3－、CNS－均与CO2互为等电子体，CO2直线型，N2O、N3－、CNS－均为直线型、sp杂化。 说明：CO2属于3原子16电子的等电子体，这类等电子体还有CS2、COS、NO2+、N3－、CNO－、BO2－等。还有许多不同类型的等电子体，如3原子18电子的SO2、O3、NO2－等；4原子24电子的BF3、BCl3、SO3、O4、CO32－、SiO32－、NO3－、PO3－等；4原子26电子的SO32－、ClO3－、PO33－等；5原子8电子的CH4、SiH4、NH4+、PH4+、BH4－等；5原子32电子的CF4、CCl4、SiF4、GeCl4、BF4－、SiO44－、PO43－、SO42－、ClO4－等；H2B=NH2与CH2=CH2等。 三、根据类比思想判断。 对于一些均为复杂的分子或离子，难以一下子确定其空间构型和杂化轨道类型，可以应用类比思想，通过相近结构的代换或等电子原理的嫁接，类比判断分子或离子的空间构型和杂化轨道类型。 例1．判断CH3OH(甲醇)中的C、O原子杂化轨道类型与分子的空间构型。 CH3OH：－OH代换了CH4中的H，类比CH4，C原子为sp3。 CH3－代换了H2O中的H，类比H2O，O原子为sp3。CH3OH为四面体形。 例2．判断(CH3)3