Question

9．指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型．
（1）SCl₄              （2）BCl₃                （3）CS₂
（4）PO₄^3-               （5）Cl₂O                （6）C₆H₆．

Answer 1

分析 根据价层电子对互斥理论确定分子或离子空间构型，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；中心原子的杂化类型为sp²，说明该分子中心原子的价层电子对个数是3，无孤电子对数，空间构型是平面三角形；单键中只有σ键，双键中有一个σ键和一个π 键，三键中有一个σ键和两个π 键，据此分析解答．

解答 解：（1）SCl₄ 中S原子和氯原子形成4个σ键，孤电子对个数=$\frac{1}{2}$×（6-4×1）=1，价层电子对数为=4+1=5，为sp³d杂化，分子立体构型为三角双锥形，
故答案为：sp³d杂化，三角双锥形；
（2）BCl₃中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+$\frac{3-3×1}{2}$=3，所以原子杂化方式是sp²，分子形状为平面三角形，
故答案为：sp²杂化，平面三角形；
（3）CS₂中C原子形成2个δ键，孤对电子数为$\frac{4-2×2}{2}$=0，则为sp杂化，为直线形，
故答案为：sp杂化，直线形；
（4）PO₄^3- 中P原子价层电子对个数=4+$\frac{5+3-4×2}{2}$=4且不含孤电子对，所以原子杂化方式是sp³，磷酸根离子空间构型为正四面体结构，
故答案为：sp³杂化，正四面体结构；
（5）Cl₂O 中O原子价层电子对个数=2+$\frac{6-1×2}{2}$=4，含2个孤电子对，所以原子杂化方式是sp³，分子形状为V形，
故答案为：sp³杂化，V形；
（6）C₆H₆分子中碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp²杂化，分子形状为平面正六边形，
故答案为：sp²杂化，平面正六边形．

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