内容正文:
考法突破9 杂化轨道类型及
分子极性的判断
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一、杂化轨道类型判断
1.根据中心原子杂化轨道的空间结构判断
杂化轨道的
空间结构 四面体形 平面三角形 直线形
中心原子的
杂化轨道类型 sp3 sp2 sp
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2.根据杂化轨道之间的夹角判断
杂化轨道之间的夹角 109°28' 120° 180°
中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp
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3.根据中心原子的价层电子对数判断
价层电子对数 6 5 4 3 2
中心原子的杂化
轨道类型 sp3d2 sp3d sp3 sp2 sp
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4.根据中心碳原子形成的π键数目判断
一般情况下:
π键数目 0 1 2
中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp
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5.根据等电子原理判断
化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键
类型等结构特征,这是等电子原理的基本观点。利用该原理可以通过熟悉的物质来判
断一些陌生物质的空间结构和中心原子的杂化方式。如S 与P 具有A 通式,价
电子总数均为32,S 中S采用sp3杂化,则P 中P也采用sp3杂化,离子的空间结构都是
四面体形。再如判断CNO-的中心原子的杂化方式和空间结构时,CNO-相对陌生,但是
它与CO2互为等电子体,则问题迎刃而解。
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二、分子极性判断
1.共价键极性与分子极性的关系
特别注意:O3是含有极性键的极性分子。
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2.判断ABn型分子极性的经验规律
(1)一般来说,若中心原子A的化合价绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分
子,否则为极性分子。
(2)一般来说,若中心原子无孤电子对,则该分子为非极性分子;有孤电子对,则为极性分子。
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即练即清
典例1 (2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元
并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:B<C<N
C.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
A
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解析 由题图可知,P和Q结构对称,正、负电中心均重合,均为非极性分子,A错误;同周
期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:B<C<N,B正确;1个P、Q分子
中的H原子数相等,1个P分子中的C原子数与1个Q分子中的B原子和N原子的和相等,而
Q分子中的B原子和N原子数目相等,故1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等,C正确;已
知P和Q呈平面六元并环结构,故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D正确。
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变式1 〔涉及d轨道杂化〕(2021山东,16节选)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形
成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为______,下列对XeF2中心原子
杂化方式推断合理的是______(填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
D
5
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解析 价层电子对数=σ键数+孤电子对数=杂化轨道数。Xe原子的价层电子对数为2+
3=5,则形成5个杂化轨道,看各选项把轨道数相加,等于5的一般正确,故选D。
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典例2 (2023山东,3,2分)下列分子属于极性分子的是 ( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
B
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解析 CS2、SO3、SiF4的空间结构分别为直线形、平面三角形、正四面体形,正、负
电中心重合,属于非极性分子;NF3的空间结构为三角锥形,正、负电中心不重合,为极性
分子,B正确。
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归纳总结
本题可以使用经验规律来进行判断,一般来说,对ABn型分子,中心原子A的化合价绝对
值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,反之则为极性分子。如NF3中心原子N
的化合价绝对值为3,不等于N所在的主族序数,故NF3为极性分子。
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变式2 〔变分析对象:单质分子极性判断〕(2024广西,5,3分)白磷(P4)是不溶于水的固
体,在空气中易自燃。下列有关白磷的说法错误的是 ( )
A.分子中每个P原子的孤电子对数均为1
B.常保存于水中,说明白磷密度大于1 g·cm-3
C.难溶于水,是因为水是极性分子,P4是非极性分子
D.熔点低,是因为P4分子内的P—P键弱
D
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解析 白磷的分子式为P4,结构可表示为 ,可得P4分子空间结构为正四面体,为非极性
分子,难溶于水[提示:根据“相似相溶”];分子中每个P原子的孤电子对数均为1,A、C
正确。白磷常保存于水中,则白磷的密度大于水的密度,即大于1 g·cm-3,B正确。白磷属
于分子晶体,熔点低,与分子内的P—P键强弱无关,D错误。
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归纳总结
常见的极性分子和非极性分子
极性分子
非极性分子
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