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范文一：原子杂化轨道类型的判断方法
原子杂化轨道类型的判断方法
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高中化学选修模块《物质结构与性质》(鲁科版)中介绍了杂化轨道理论，这一重要理论能解释大多数分子的几何构型及价键结构。在使用该理论时，首先必须确定中心原子的杂化形式，在未知中心原子杂化方式的情况下，判断分子的空间构型有时比较困难，成为教学难点。现将高中阶段判断原子杂化轨道类型的常见方法总结如下。
一、根据价电子对互斥理论判断
教材的“知识支持”中介绍了价电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断常见的ABx型共价分子或离子中心原子杂化轨道类型及其空间构型。中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表(价电子对数>4 的，高中阶段不作要求)
中心原子的价电子对数计算方法是:n=1/2(a+bx)
说明:
1.n表示价电子对数;
2.a表示中心原子(A)的价电子数，对于主族元素等于其最外层电子数;
3.b表示配位原子提供的价电子数。
卤族原子、氢原子提供1 个价电子，氧族(o，s)元素
的原子按不提供电子计算。
4.离子在计算价电子对数时，还应在分子上加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。
5.杂化轨道由形成σ 键的电子对和孤电子对占据，因此分子或离子的空间构型为杂化轨道构型去掉孤电子对后剩余的形状。
例题:
1.(2013山东高考):32题(3)BCL3和NCL3中心原子的杂化方式分别为 和
代入公式n=(3+1×3) ?2=3B原子采用Sp2杂化。
代入公式n=(5+1×3) ?2=4N原子采用Sp3杂化。
2.( 2014潍坊一模)CuSO4晶体中S原子的杂化方式为
分析:即求SO42-中 S原子的杂化方式，代入公式n=(6+0+2) ?2=4 S原子采用Sp3杂化。
二、根据σ键数和中心原子孤电子对数判断
2012山东高考:32题(4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH )，
甲醇分子内C原子的杂化方式为
很明显由于CH3OH不再是ABx型分子，因此不能采用上述公式，那如何判断甲醇分子内C原子的杂化方式呢,由于杂化轨道只能用于形成σ 键或者用来容纳孤电子对，而两
个原子之间只能形成一个σ键，固有下列关系:
杂化轨道数=σ键数+中心原子孤电子对数，如果我们已知σ键数和中心原子孤电子对数，代入等式即可判断出中心原子杂化方式。
例如:
三、根据分子的空间构型判断
根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下:
由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如:C2H2、CO2为直线形分子，键角为180?，推断其C原子的杂化轨道类型为sp;C2H4、C6H6为平面形分子，键角为120?，推断其C原子的杂化轨道类型为sp2;CH4、CCl4为正四面体形，键角109.5?，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp3。
这种方法还可以扩展到其它以共价键形成的晶体，如:已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3杂化;已知石墨的每一层内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120?，由此判断石墨中的碳原子采用sp2杂化。
四、根据结构替换判断
依据有机取代反应特点，发生取代后，其中心原子的结构和成键方式都应该不变。因此，对于一些复杂的分子，我们可以将其中的某些原子团替换成原子，变成简单熟悉的分子，根据这个分子的中心原子的杂化轨道类型，来判断原来分子中原子的杂化轨道类型。
例如(2014淄博一模32题)H2O2分子中氧原子的杂化方式为 。
利用替换法上题中H2O2分子可以看作-OH替换了H2O中的H，因为H2O中O原子为sp3杂化，所以H2O2中的O原子也为sp3杂化。
N2H4可以看作-NH2替换了NH3中的H，因为NH3中N原子为sp3杂化，所以H2N-NH2中的N原子也为sp3杂化。
练习:(2014青岛一模):有如下反应
化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为 。
根据替换法可知乙中采取sp3杂化的原子有，C.N.O，再依据同周期第一电离能递变规律便可顺利解答。
五、根据等电子原理判断
教材的“知识支持”中介绍了等电子原理，即原子总数相等且价电子总数相同的分子或离子互为等电子体。互为等电子体的物质具有相同的空间构型和化学键类型。因此，我们可以根据一些熟悉的分子的杂化轨道类型来判断与它互
为等电子体的不熟悉的分子的杂化轨道类型。
例如:指出N2O分子的空间构型
解析:教材中介绍的价层电子对互斥理论是比较浅显的，并没有介绍N 作为配位原子应该如何计算价电子对数，N2O的结构我们也不熟悉。因此用以上四种方法就不好判断，但可用等电子原理巧解。因为N2O与CO2互为等电子体，所以N2O也应为sp杂化，是直线形分子。
高考考试说明中要求:“了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构”，纵观近几年的高考试题，对这部分内容都有考查，但难度不大。因此，在学习这部分内容时，要特别注重思维方法的培养，不同的分子可以用同一方法判断，同样的分子也可以用不同的方法判断，熟练灵活运用各种方法才是学习之本。
范文二：常见氮原子的杂化类型
2013/11/20
4个sp3轨道
1.杂化类型(以氮原子为例） N原子核外电子排布：
等性sp3杂化 （N没有） 不等性sp3杂化
4个sp3轨道
3个sp2轨道
常见含氮化合物的杂化类型
1s2；2s2??，2px1?，2py1， 2pz1?????
等性sp2杂化
3个sp2轨道
pz
不等性sp2杂化
pz
2个sp轨道
等性sp杂化
py
2个sp轨道
pz
不等性sp杂化
py pz
2.?常见含氮化合物的杂化类型 （1） 脂肪胺（链状，N‐烷杂环） 不等性sp3杂化 pKa＝ ~10
（2）芳胺 等性sp2杂化 pKa＝5
CH3NH2
NH2
4个sp3轨道
N H
3个sp2轨道
pz
不等性sp3杂化
N H
（3）亚胺 不等性sp2杂化 pKa＝
NCH3 CH3
（4）六元氮芳杂环
~
9
NH C
不等性sp2杂化
pKa＝ ~ 5.0
NH
N
N
N
pKa????????????9.15??????????????????????9.47??????????????????????????????????7.18
3个sp2轨道 3个sp2轨道 pz pz
1
2013/11/20
（5）五元氮芳杂化 （6）－CN类 等性sp2杂化 ， pKa往往为负值。
C
H N
N
不等性sp杂化，碱性极弱 p
NH
3个sp2轨道
2个sp轨道
pz
py
pz
2
范文三：原子杂化轨道类型的判断方法
高中化学选修模块《物质结构与性质》（鲁科版）中介绍了杂化轨道理论，这一重要理论能解释大多数分子的几何构型及价键结构。在使用该理论时，首先必须确定中心原子的杂化形式，在未知中心原子杂化方式的情况下，判断分子的空间构型有时比较困难，成为教学难点。现将高中阶段判断原子杂化轨道类型的常见方法总结如下。
一、根据价电子对互斥理论判断
教材的“知识支持”中介绍了价电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断常见的ABx型共价分子或离子中心原子杂化轨道类型及其空间构型。中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表（价电子对数>4 的，高中阶段不作要求）
中心原子的价电子对数计算方法是：n=1/2（a+bx）
说明：
1.n表示价电子对数；
2.a表示中心原子（A）的价电子数，对于主族元素等于其最外层电子数；
3.b表示配位原子提供的价电子数。
卤族原子、氢原子提供1 个价电子，氧族（o，s）元素的原子按不提供电子计算。
4.离子在计算价电子对数时，还应在分子上加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。
5.杂化轨道由形成σ 键的电子对和孤电子对占据，因此分子或离子的空间构型为杂化轨道构型去掉孤电子对后剩余的形状。
例题：
1.（2013山东高考）：32题（3）BCL3和NCL3中心原子的杂化方式分别为 和
代入公式n=（3+1×3） ÷2=3B原子采用Sp2杂化。
代入公式n=（5+1×3） ÷2=4N原子采用Sp3杂化。
2.（ 2014潍坊一模）CuSO4晶体中S原子的杂化方式为
分析：即求SO42-中 S原子的杂化方式，代入公式n=（6+0+2） ÷2=4 S原子采用Sp3杂化。
二、根据σ键数和中心原子孤电子对数判断
2012山东高考：32题（4）甲醛（H2C=O）在Ni催化作用下加氢可得甲醇（CH3OH ），
甲醇分子内C原子的杂化方式为
很明显由于CH3OH不再是ABx型分子，因此不能采用上述公式，那如何判断甲醇分子内C原子的杂化方式呢？由于杂化轨道只能用于形成σ 键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，固有下列关系：
杂化轨道数=σ键数+中心原子孤电子对数，如果我们已知σ键数和中心原子孤电子对数，代入等式即可判断出中心原子杂化方式。
例如：
三、根据分子的空间构型判断
根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下：
由此，可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如：C2H2、CO2为直线形分子，键角为180°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp；C2H4、C6H6为平面形分子，键角为120°，推断其C原子的杂化轨道类型为sp2；CH4、CCl4为正四面体形，键角109.5°，推断其C 原子的杂化轨道类型为sp3。
这种方法还可以扩展到其它以共价键形成的晶体，如：已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3杂化；已知石墨的每一层内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120°，由此判断石墨中的碳原子采用sp2杂化。
四、根据结构替换判断
依据有机取代反应特点，发生取代后，其中心原子的结构和成键方式都应该不变。因此，对于一些复杂的分子，我们可以将其中的某些原子团替换成原子，变成简单熟悉的分子，根据这个分子的中心原子的杂化轨道类型，来判断原来分子中原子的杂化轨道类型。
例如（2014淄博一模32题）H2O2分子中氧原子的杂化方式为 。
利用替换法上题中H2O2分子可以看作-OH替换了H2O中的H，因为H2O中O原子为sp3杂化，所以H2O2中的O原子也为sp3杂化。
N2H4可以看作-NH2替换了NH3中的H，因为NH3中N原子为sp3杂化，所以H2N-NH2中的N原子也为sp3杂化。
练习：（2014青岛一模）：有如下反应
化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为 。
根据替换法可知乙中采取sp3杂化的原子有，C.N.O，再依据同周期第一电离能递变规律便可顺利解答。
五、根据等电子原理判断
教材的“知识支持”中介绍了等电子原理，即原子总数相等且价电子总数相同的分子或离子互为等电子体。互为等电子体的物质具有相同的空间构型和化学键类型。因此，我们可以根据一些熟悉的分子的杂化轨道类型来判断与它互为等电子体的不熟悉的分子的杂化轨道类型。
例如：指出N2O分子的空间构型
解析：教材中介绍的价层电子对互斥理论是比较浅显的，并没有介绍N 作为配位原子应该如何计算价电子对数，N2O的结构我们也不熟悉。因此用以上四种方法就不好判断，但可用等电子原理巧解。因为N2O与CO2互为等电子体，所以N2O也应为sp杂化，是直线形分子。
高考考试说明中要求：“了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp，sp2，sp3），能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构”，纵观近几年的高考试题，对这部分内容都有考查，但难度不大。因此，在学习这部分内容时，要特别注重思维方法的培养，不同的分子可以用同一方法判断，同样的分子也可以用不同的方法判断，熟练灵活运用各种方法才是学习之本。
范文四：中心原子杂化类型的判断
中心原子杂化类型的判断
1、根据价层电子对理论来判断
根据价层电子对互斥理论来判断中心原子的成键电子对数，再根据中心原子成键电子对数来确定中心原子的杂化类型。没有孤对电子对的叫着等性杂化，有孤对电子对的叫着不等性杂化。
ABm型分子
中心原子的价电子数，配位原子提供的电子数，m中心原子价电子对数, 2
原则:?A的价电子数 =主族序数;
?配体X:H和卤素每个原子各提供一个价电子, 规定氧与硫不提供价电子;
?正离子应减去电荷数，负离子应加上电荷数。
n=2 直线形
n=3 平面三角形
n=4 四面体
中心原子孤对电子对数=中心原子价电子对数,配位原子的个数 再根据价层电子对互斥理论判断出空间构型，确定是什么样的空间构型，根据空间构型找到对应的杂化类型与之匹配，这样就确定了中心原子的杂化类型。
2、根据中心原子σ键数和孤对电子对数逆向判断
常见的物质中，我们能够比较容易判断出中心原子有多少个σ键和孤对电子对数，逆向推出中心原子的价电子对数，判断出杂化类型。
例1:判断乙酸中和中心原子的杂化类型
3、根据等电子原理判断
等电子原理即具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。这里的结构特征包括中心原子的杂化轨道类型分子的空间结构等，因此我们可以根据一些熟悉的分子的杂化轨道类型来判断与它互为等电子体的不熟悉的分子的杂化轨道类型。
例2、指出NO分子的空间构形和杂化轨道类型 2
,例3、指出CNO分子的空间构形和杂化轨道类型
4、根据结构代换判断
有机化学中的取代反应是指有机物分子里某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应根据取代反应机理发生取代后其中心原子的结构和成键方式都应该不变。由此启发:对于一些复杂的分子，我们可以将其中的某些原子团代换成原子变成简单熟悉的分子根据这个分子的空间构型和杂化轨道类型来判断原来的分子的空间构型和杂化轨道类型。 3例如 CHOH等醇类都可以看作代换中的R,因为HO 中H原子为sp杂化，所以323CHOH中的O原子也为 sp杂化，HN,NH可以看作 HN,代换了NH中的H因为 3222333NH中N原子为sp杂化所以 HN,NH中的N原子也为sp杂化 322
范文五：中心原子杂化轨道类型的判断和总结
中心原子杂化轨道类型的判断和总结
中心原子杂化轨道类型的判断总结
五台实验中学 李俊红
这一重要理论能解释大多数分子几何构型及价键结构在使用该理论时，首先必须确定中心原 子的杂化，在未知分子构型的情况下，判断中心原子杂化轨道类型有时比较困难，成为教学难点。下面总结几种高中阶段判断中心原子杂化轨道类型的方法。
一 根据分子的空间构型判断根据杂化轨道理论，中心原子轨道采取一定的杂化方式后，其空间构型和键角如下:
杂化轨道类型 空间构型 键角
Sp 直线形 180?
sp2 平面三角形 120?
sp3 正四面体 109(5?
由此可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式 学生对于一些常见的简单分子的结构都是熟悉的， C2H2、CO2为直线型分子，键角为180?， 推断其C原子的杂化轨道类型为sp;C2H4 C2H6、为平面型分子
键角为120?，推断其C原子的杂化轨道类型为sp2;CH4、CCl4为正四面体，键角109(5? ，推断其C原子的杂化轨道类型为sp3。还可以扩展到以共价键形成的晶体，如:已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子，都是以正四面体结构形成共价键的，所以也都是采用sp3杂
化;已知石墨的二维结构平面内，每个碳原子与其它三个碳原子结合，形成六元环层，键角为120?，由此判断石墨的碳原子采用sp2杂化。
二、根据价层电子对互斥理论判断教材的 “拓展视野”中介绍了价层电子对互斥理论，根据该理论能够比较容易而准确地判断ABm型共价分子或离子的空间构型和中心原子杂化轨道类型。中心原子的价电子对数与价电子对的几何分布、中心原子杂化轨道类型的对应关系如下表(价电子对数,4的，高中阶段不作要求)。
中心原子价电子对数 价电子对 几何分布 中心原子杂化轨道类型
2 直线形 sp
3 平面三角形 sp2
4 正四面体 sp3
运用该理论的关键是能准确计算出中心原子的价电子对数，其计算方法是:
1(价电子对数n,,中心原子(A)的价电子数，配位原子(B)提供的价电子数×m,?2。
2(对于主族元素，中心原子(A)的价电子数,最外层电子数;配位原子中卤族原子、氢原子提供1个价电子，氧族元素的原子按不提供电子计算;离子在计算价电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。
3(中心原子孤电子对数,n(价电子对数),m(配位原子B数)。
4(杂化轨道由形成σ键的电子对和孤电子对占据，
因此分子或离子的空间构型为杂化轨道构型去掉孤电子对后剩余的形状。例如: 指出下列分子或离子的中心原子的杂化轨道类型，并预测它们的空间构型:
，,?BeCl2、H2O、?SO3、NH3、?NH4、PO43。
解析
第?组都是AB2型分子， BeCl2的价电子对数n,(2，1×2)?2,2， Be采用sp杂化， 中心原子孤电子对数n,m,2,2,0，无孤电子对，故分子呈直线型;
H2O的价电子对数n,(6，1×2)?2,4， O采用sp3杂化， n,m,4,2,2，有2对孤电子对，故分子呈折线型。
3， 第?组都是AB3型分子， SO3的价电子对数n,(6，0×3)?2,S采用sp2杂化 n,m,3,3,0，无孤电子对，分子呈平面三角形; NH3的价电子对数n,(5，1×3)?2,4 N采用sp3杂化， n,m,4,3,1，有1对孤电子对，故分子呈三角锥型。
，第?组都是AB4型离子， NH4的价电子对数n,(5，1×4,1)?2,4， N采用sp3杂化，
,n,m,4,4,0，无孤电子对，故分子呈正四面体;PO43的价电子对数n,(5，0×3，3)
?2,4， P采用sp3杂化， n,m,4,4,0，无孤电子对，分子呈正四面体结构。
三、根据σ键数和孤电子对数逆向判断根据价层电子对互斥理论，
中心原子价电子对数,σ键数，孤电子对数，如果我们已知σ键数和
孤电子对数，就可以逆向判断出中心原子价电子对数，从而判断出杂化方式。例如:指出乙酸分子中标出原子的杂化轨道类型以及它们周围原子的空间分布情况。
解析:
高中学生都能熟练书写有机分子的结构式，根据结构式就很容易得知σ键数和孤电子对数， 从而判断出杂化方式。
1号C形成4个σ键，无孤电子对，所以有4个价电子对， C原子为sp3杂化，其周围3个H和1个C呈正四面体分布; 2号C形成3个σ键，无孤电子对，所以有3个价电子对， C原子为sp2杂化，其周围的C、O、O呈正三角形分布; 3号O形成2个σ键， 2个孤电子对，所以有4个价电子对，O原子为sp3杂化，其周围的C和H呈折线形分布。
四、根据等电子原理判断教材的 “资料卡”中介绍了等电子原理，
即具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，
这里的结构特征包括中心原子的杂化轨道类型、分子的空间结构等。因此，我们可以根据一些熟悉的分子的杂化轨道类型来判断与它互为等电子体的不熟悉的分子的杂化轨道类型。 例如:指出N2O分子的空间构型和杂化轨道类型。
解析:
教材中介绍的价层电子对互斥理论是比较浅显的，并没有介绍N作为配位原子应该如何计算价电子对数，在解决这样的题目时，教师不必加深补充介绍价层电子对互斥理论，可以采用等电子原理巧解。因为N2O与
CO2互为等电子体，学生对于CO2的结构非常熟悉，直接根据直线型，判断出sp杂化，当然也可以计算出CO2中的C原子的价电子对数n,(4，0×2)
,?2,2，判断出sp杂化，直线型，所以N2O也应为sp杂化，直线型。同样，要判断CNS
的空间构型和杂化轨道类型，我们大可不必研究究竟哪个原子是中心原子，哪个是配位原子，
,,如何计算价电子对数，直接根据CNS与CO2等电子体，来判断CNS
为直线型， sp杂化。
五、根据结构代换判断
有机化学中的取代反应是指有机物分子里某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应，根据取代反应机理，发生取代后，其中心原子的结构和成键方式都应该不变。由此启发对于一些复杂的分子，我们可以将其中的某些原子团代换成原子，变成简单熟悉的分子，根据这个分子的空间构型和杂化轨道类型，来判断原来的分子的空间构型和杂化轨道类型。 例如: CH3,OH等醇类，都可以看作R—代换了H2O中的H，因为H2O中O原子为sp3杂化，所以CH3,OH中的O原子也为sp3杂化。H2N,NH2可以看作,NH2代换了NH3中的H，因为NH3中N原子为sp3杂化，所以H2N,NH2中的N原子也为sp3杂化.
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