用价电子对互斥理论判定中心原子的杂化类型
作者：冯宁川 许红平 张国彬
单位：(宁夏医学院化学教研室，银川 750004)
关键词：
宁夏医学院学报000456
文章编号：1005-8486(2000)04-0313-01
轨道杂化理论在解释分子的空间的构型方面取得了相当成功的效果，当知道分子的空间构型 后，利用这个理论可以圆满地说明该分子为什么会具有这样的空间构型。但是，人们会提 出 下面这样一些问题：对于一未知形状的任意分子，如何得知它的中心原子轨道是否进行了杂 化?若进行了杂化，是什么类型的杂化?是等性杂化，还是不等性杂化?杂化轨道的空间构型 和分子构型是否相同?这些问题是杂化理论很难回答的。为此，笔者建议在分子结构一章的 内容编排顺序上，应将价电子对互斥理论放在轨道杂化理论之前。利用价电子对互斥理论判 定出分子的形状，由价电子对的空间构型找出中心原子的杂化方式，再利用杂化理论来解释 分子为什么会具有这样的形状。
, 百拇医药
1 具体作法
1.1 按计算中心原子价电子对总数的规则确定中心原子的价电子 对总数并找出其对应价电子对的几何构型。
1.2 由中心原子的价电子对的几何构型确定中心原子轨道的杂化 类型。
1.3 若中心原子的价电子对总数等于成键电子对数(配位原子数) ，则中心原子的轨道进行 了等性杂化，杂化轨道的形状和分子的形状相同；若中心原子的价电子对总数大于成键电子 对数，则中心原子进行了不等性杂化，其杂化轨道的形状和分子的形状不同。分子的构型是 杂化轨道的构型去掉含扳对电子杂化轨道后的剩余部分。
2 实例
PbCl2、NH+4、H2O、PCl5、CLF3各分子的中心原子分别 进行了什 么类型的轨道杂化，试用杂化理论解释这些分子的几何构型(假定这些分子的几何构型都是 未知的)。
, 百拇医药
PbCl2：
Pb原子的价电子对数=
=3。属于SP2杂化。杂化轨道的几何构型为平面三 角形。三个杂化轨道只和两个氯原子成键，故有一对孤对电子，属于SP2不等性杂化。PbC l 2的几何构型为∧字形，由于含孤对电子的轨道对成键杂化轨道的排斥其键角略小于120° 而不是90°。(若不杂化应为90°，故可判定Pb原子的轨道进行了SP2不等性杂化)
PCl5：
P原子的价电子对数=
=5。属SP3d杂化。杂化轨道的几何构型为三角双锥 。五个杂化轨道有五个氯原子成键，故没有孤对电子，属于SP3d等性杂化。PCl5的几何 构型为三角双锥。
, 百拇医药
其它分子的中心原子价电子对总数和杂化类型的关系以表格的形式表示如下(见附表)，其分 子几何构型的解释不再赘述。
附表 不同分子的中心原子价电子对总数
和杂化类型的关系 分子
或
离子
价电
子对
总数
配位
原子
数
杂化
, 百拇医药
方式
杂化轨
道几何
构型
分子、离子、几何构型
NH+4
4
4
SP3等性
四面体
四面体
PH3
, http://www.100md.com
4
3
SP3不等性
四面体
三角锥
H2S
4
2
SP3不等性
四面体
∧形
ClF3
, 百拇医药
5
3
SP3d不等性
三角双锥
T字形
3 结语
据上所述，价电子对互斥理论虽然可以预示分子或离子的几何构型，却不能解释分 子或离子 的几何构型，轨道杂化理论虽然能解释分子或离子的几何构型，但不能预示分子或离子的几 何构型。若将这两个理论结合起来，发挥各自的优势，互相补充，则可更方便、更完美地 解决分子或离子在几何构型方面的问题，为此，笔者建议在今后的教学中不妨将二者结合起 来加以讲述。这对于培养学生的综合能力，使学生既知其然又知其所以然，将会有一定的帮助。
收稿日期：1999-08-19, 百拇医药
单位：(宁夏医学院化学教研室，银川 750004)
关键词：
宁夏医学院学报000456
文章编号：1005-8486(2000)04-0313-01
轨道杂化理论在解释分子的空间的构型方面取得了相当成功的效果，当知道分子的空间构型 后，利用这个理论可以圆满地说明该分子为什么会具有这样的空间构型。但是，人们会提 出 下面这样一些问题：对于一未知形状的任意分子，如何得知它的中心原子轨道是否进行了杂 化?若进行了杂化，是什么类型的杂化?是等性杂化，还是不等性杂化?杂化轨道的空间构型 和分子构型是否相同?这些问题是杂化理论很难回答的。为此，笔者建议在分子结构一章的 内容编排顺序上，应将价电子对互斥理论放在轨道杂化理论之前。利用价电子对互斥理论判 定出分子的形状，由价电子对的空间构型找出中心原子的杂化方式，再利用杂化理论来解释 分子为什么会具有这样的形状。
, 百拇医药
1 具体作法
1.1 按计算中心原子价电子对总数的规则确定中心原子的价电子 对总数并找出其对应价电子对的几何构型。
1.2 由中心原子的价电子对的几何构型确定中心原子轨道的杂化 类型。
1.3 若中心原子的价电子对总数等于成键电子对数(配位原子数) ，则中心原子的轨道进行 了等性杂化，杂化轨道的形状和分子的形状相同；若中心原子的价电子对总数大于成键电子 对数，则中心原子进行了不等性杂化，其杂化轨道的形状和分子的形状不同。分子的构型是 杂化轨道的构型去掉含扳对电子杂化轨道后的剩余部分。
2 实例
PbCl2、NH+4、H2O、PCl5、CLF3各分子的中心原子分别 进行了什 么类型的轨道杂化，试用杂化理论解释这些分子的几何构型(假定这些分子的几何构型都是 未知的)。
, 百拇医药
PbCl2：
Pb原子的价电子对数=
=3。属于SP2杂化。杂化轨道的几何构型为平面三 角形。三个杂化轨道只和两个氯原子成键，故有一对孤对电子，属于SP2不等性杂化。PbC l 2的几何构型为∧字形，由于含孤对电子的轨道对成键杂化轨道的排斥其键角略小于120° 而不是90°。(若不杂化应为90°，故可判定Pb原子的轨道进行了SP2不等性杂化)PCl5：
P原子的价电子对数=
=5。属SP3d杂化。杂化轨道的几何构型为三角双锥 。五个杂化轨道有五个氯原子成键，故没有孤对电子，属于SP3d等性杂化。PCl5的几何 构型为三角双锥。, 百拇医药
其它分子的中心原子价电子对总数和杂化类型的关系以表格的形式表示如下(见附表)，其分 子几何构型的解释不再赘述。
附表 不同分子的中心原子价电子对总数
和杂化类型的关系 分子
或
离子
价电
子对
总数
配位
原子
数
杂化
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方式
杂化轨
道几何
构型
分子、离子、几何构型
NH+4
4
4
SP3等性
四面体
四面体
PH3
, http://www.100md.com
4
3
SP3不等性
四面体
三角锥
H2S
4
2
SP3不等性
四面体
∧形
ClF3
, 百拇医药
5
3
SP3d不等性
三角双锥
T字形
3 结语
据上所述，价电子对互斥理论虽然可以预示分子或离子的几何构型，却不能解释分 子或离子 的几何构型，轨道杂化理论虽然能解释分子或离子的几何构型，但不能预示分子或离子的几 何构型。若将这两个理论结合起来，发挥各自的优势，互相补充，则可更方便、更完美地 解决分子或离子在几何构型方面的问题，为此，笔者建议在今后的教学中不妨将二者结合起 来加以讲述。这对于培养学生的综合能力，使学生既知其然又知其所以然，将会有一定的帮助。
收稿日期：1999-08-19, 百拇医药