内容发布更新时间 : 2025/1/10 13:25:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
学案11 杂化轨道理论
1.用杂化轨道理论解释CH4分子的形成过程。
答案 碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上,这个过程称为激发,但此时各个轨道的能量并不完全相同,于是1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来,形成能量相 等、成分相同的4个sp3杂化轨道,然后4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥,使四个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点,碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形成4个相同的σ键,从而形成CH4分子。由于4个C—H键完全相同,所以形成的CH4分子为正四面体形,键角是109°28′。
2.为了满足生成BF3和BeCl2的要求,B和Be原子的价电子排布应如何改变?用轨道式表示B、Be原子的价电子结构的改变。 答案 B原子的电子层结构为1s22s22p1x,当硼与氟反应时,硼原子的一个2s电子激发到一
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个空的2p轨道中,使硼原子的电子层结构为1s22s12p1x2py。Be原子的电子结构是1s2s,在
激
发态下,Be的一个2s电子可以进入2p轨道,使Be原子的电子结构为1s22s12p1。
3.写出下列分子的路易斯结构式。 (1)H2O2 (2)NH3 (3)H2S (4)HSCN
答案
4.指出下列化合物可能采取的杂化类型,并预测其分子的几何构型: (1)BeH2;(2)BBr3;(3)SiH4;(4)PH3。
答案 (1)sp杂化 直线形 (2) sp2杂化 平面三角形
(3) sp3杂化 正四面体形 (4) sp3杂化 三角锥形
5.如下图,请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。
乙烯和乙炔的结构示意图
答案 在乙烯分子中C原子由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2
杂化轨道,sp2轨道彼此成120°。乙烯中两个碳原子各用一个sp2轨道重叠形成一个C—C σ键外,各又以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个σ键,这样形成的五个σ键在同一平面上;每个C原子还剩下一个py轨道,它们垂直于这五个σ键所在平面,且互相平行,它们侧面重叠,形成一个π键。在乙炔分子中碳原子由一个2s轨道和一个2p轨道组成两个sp杂化轨道,两个sp杂化轨道夹角为180°。在乙炔分子中,两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠,形成一个C—C σ键,每一个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子形成σ键;此外每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道,它们与另一个碳的两个p轨道两两互相侧面重叠形成两个互相垂直的π键。
1.下列分子中划横线的原子的杂化轨道类型属于sp杂化的是( ) A.CH4 B.C2H4 C.C2H2 D.NH3 答案 C
解析 本题考查了杂化轨道理论的有关知识。CH4分子中碳原子的杂化轨道是由一个2s轨道和三个2p轨道重新组合而成,属sp3杂化;C2H4分子中碳原子的杂化属sp2杂化;C2H2分子中的碳原子的原子轨道发生的是sp杂化;NH3分子中的N原子的原子轨道发生的是sp3杂化。
2.有关苯分子说法不正确的是( ) A.苯分子中C原子均以平面三角形 方式成键,形成120°的三个平面三角形 轨道,故为正六边形的碳环
B.每个碳原子还有1个未参与杂化的2p轨道,垂直碳环平面,相互交盖,形成共轭大π键
C.大π键中6个电子被6个C原子共用,故称为中心6电子大π键 D.苯分子中共有6个原子共面,6个碳碳键完全相同 答案 D
解析 苯分子中共有6个碳原子和6个