Question

20．按下列要求写出短周期非金属元素组成的分子的化学式及中心原子的杂化方式．
①平面三角形分子：分子式BF₃，杂化方式是sp²；
②三角锥形分子：分子式NF₃，杂化方式是sp³；
③正四面体形分子：分子式CF₄，杂化方式是sp³．

Answer 1

分析 根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化类型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=$\frac{1}{2}$（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数．根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp²杂化；n=4，sp³杂化．
①立体构型为平面三角形的短周期非金属元素组成的分子，分子应含有3个δ键，且没有孤对电子，中心原子为sp²杂化；
②如果呈三角锥型结构说明中心原子含有一个孤电子对，且价电子对数是4；
③如果该分子为正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对．

解答 解：①由短周期非金属元素构成的分子BF₃分子，中心原子B价层电子对数=3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，杂化方式为sp²杂化，立体构型为平面三角形分子，
故答案为：BF₃；sp²；
②短周期非金属元素组成的NF₃分子，中心原子N价层孤电子对数=3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，杂化方式为sp³杂化，含有1个孤电子对，立体构型为三角锥形，
故答案为：NF₃；sp³；
③分子为正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对，杂化方式为SP³，短周期非金属元素组成的CF₄分子，中心原子C价层孤电子对数=4+$\frac{4-4}{2}$=4，不含孤电子对，杂化方式为sp³杂化，
故答案为：CF₄；sp³．

点评 本题考查了原子杂化方式及分子的立体构型的判断，侧重分子结构与性质的考查，注意杂化轨道理论的理解应用，把握常见分子中原子的杂化及空间构型为解答的关键，题目难度中等．