難點十一:從電子式書寫到VSEPR理論,到雜化軌道

2021-01-14 高中化學教學研究


在「難點四:突破電子式書寫的困惑」中,已經詳細介紹了利用路易斯理論寫電子式的方法。但對於有些物質來說,利用這種方法,並不能寫出電子式。

在學習配位鍵後,將其與路易斯理論結合,就能寫出更多的物質的路易斯理論的電子式。

一、用路易斯理論和配位鍵理論分析一些分子的結構,寫電子式和結構式。

例如SO3,S有6個價電子,與其中一個2對共用電子對,用掉2個電子。又形成了兩個配位鍵,用掉4個電子。剩餘電子數為0。

其結構式為:


電子式為:



用配位鍵和路易斯理論可以寫出滿足SO3每個原子的八電子穩定結構的電子式和結構式。

下列分子或離子都可以用配位鍵寫成八電子穩定結構:

CO、NO3-、SO42-、SO32-、ClO3-、PO43-

二、VSEPR模型、分子或離子的立體構型、中心原子的雜化類型

要學會推理VSEPR模型,需要先會用路易斯理論推理電子式。

推理出VSEPR模型後,就可以推理出分子或離子的立體構型和中心原子的雜化類型。

1、推理VSEPR模型的具體方法是:

(1)推理出電子式。

(2)找出σ鍵數和孤電子對數。

(3)計算:價層電子對數=σ鍵數+孤電子對數

(4)下面表格為價層電子對數對應的模型名稱:

價層電子對數

VSEPR模型名稱

2

直線

3

平面三角形

4

四面體形

5

六面體形

6

八面體形

例如SO3,

(1)推理出電子式。

若不會推理帶配位鍵的電子式,用周圍原子的八電子穩定結構,中心原子不考慮八電子穩定結構,進行推理也可以。

如將SO3推理為:

(2)找出σ鍵數和孤電子對數。

σ鍵數為3,孤電子對數為0。

(3)計算價層電子對數。價層電子對數=σ鍵數+孤電子對數=3+0=3。

(4)VSEPR模型名稱為平面正三角形。

練習:SO42-、 SO2、PCl5、SF6、BF3、SO32-、NO3-、 NO2-、CO2、CO32-、PO43-、ClO2-、ClO3、ClO4-

2、推理分子或離子的立體構型

推理出VSEPR模型後:

若無孤電子對,則VSEPR模型名稱和分子或離子的立體構型名稱相同。

例如,SO3的VSEPR模型名稱為平面正三角形。SO3無孤電子對,它的分子的立體構型名稱為平面正三角形。

若有孤電子對,則VSEPR模型去掉孤電子對的構型,才是分子或離子的立體構型。

例如,NH3的VSEPR模型名稱為四面體形。NH3有一對孤電子對,去掉孤電子對後,它的分子的立體構型名稱為正三角錐形。

3、推理中心原子的雜化類型:

推理出VSEPR模型的價層電子對數,就可以知道中心原子的雜化類型。

價層電子對數

雜化類型

2

sp

3

sp2

4

sp3

5

sp3d(非金屬或金屬)

dsp3 (金屬)

6

sp3d2(非金屬或金屬)

d2sp3(金屬)

例如SO3的價層電子對數為3,雜化類型為sp2雜化。

SF6的價層電子對數為6,雜化類型為sp3d2雜化。

PtCl4(NH3)2的配位數為6,雜化類型為d2sp3雜化。

 

 

【練習】

分別寫出ClO2-、PO43-帶配位鍵的結構式、電子式、VSEPR模型名稱、離子的立體構型名稱、中心原子的雜化類型。

 

 

【練習答案】

ClO2-:

、四面體形、V形、sp3雜化。

PO43-:


、正四面體形、正四面體形、sp3雜化。

 

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