淺談中學常見分子立體構型的確定方法

陳魁林

（河北省辛集市第五中學，河北 石家莊 052360）

淺談中學常見分子立體構型的確定方法

陳魁林

（河北省辛集市第五中學，河北 石家莊 052360）

大多數分子是由兩個及以上原子構成的，因此就有了分子中的原子的空間關系問題，這就是分子立體構型。那么我們如何確定常見分子立體構型呢?根據分子中心原子的價層電子對數= σ 鍵電子對數+孤電子對數，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型。

分子立體構型；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；σ 鍵電子對數

孤電子對數“分子結構與性質”一章中“分子的立體構型”（《化學 選修3物質結構與性質》第二章第二節）蘊含著豐富的知識與規律，為幫助學生學習掌握有關知識規律，現將其歸納如下。例如，三原子分子的立體構型有直線形和V形兩種，如CO2呈直線形，而H2O呈V型；大多數四原子分子采取平面三角形和三角錐形兩種立體構型，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，那么我們如何確定常見分子立體構型呢?

一、價層電子對互斥理論

（一）中心原子的價層電子對數的計算。

價層電子對互斥理論認為，分子的立體構型是“價層電子對”相互排斥的結果。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=σ鍵電子對數+孤電子對數

（二）σ鍵電子對數的計算。

σ鍵電子對數由分子式確定，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=中心原子周圍的配位原子（或原子團）的數目=σ鍵數

（三）中心原子上的孤電子對數的計算。

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，它們的立體結構可用中心原子周圍的原子數來表示，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是怎樣的關系呢？如何利用它們來確定分子立體構型呢？中心原子的價層電子對數為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CO2、CS2等。中心原子的價層電子對數為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SO2、等。中心原子的價層電子對數為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'，分子的構型為正四面體。常見物質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'，分子的構型為不規則四面體。常見的物質有CH2Cl2、 CHCl3等。若4個雜化軌道只部分參與成鍵，其分子的構型與孤電子對數有關。如H2O中O的價層電子對數為，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、常見物質中心原子的價層電子對數、軌道雜化方式以及分子立體構型

常見分子立體構型的確定方法，根據分子中心原子的價層電子對數=σ 鍵電子對數+孤電子對數，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型。

G633.8

：A

1671-864X（2015）12-0166-01