判斷中心原子雜化軌道類型的新方法

鄭木炎

摘要：基于中學(xué)雜化軌道理論教學(xué)實(shí)際，針對(duì)學(xué)生在判斷未知幾何構(gòu)型或價(jià)電子總數(shù)為奇數(shù)的分子、離子的中心原子雜化軌道類型時(shí)存在的困惑，總結(jié)出AXm型分子或AXnm型離子的中心原子雜化軌道數(shù)的計(jì)算公式，并作了進(jìn)一步的修正，分別得出含氧酸分子和含氧酸根離子、價(jià)電子總數(shù)為奇數(shù)的分子或離子的中心原子雜化軌道數(shù)的計(jì)算公式。用該法計(jì)算一些具有代表性的分子或離子的中心原子雜化軌道數(shù)，并以此判斷其雜化軌道類型和幾何構(gòu)型，結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)告一致。

關(guān)鍵詞：中心原子; 雜化軌道數(shù); 雜化軌道類型; 教學(xué)研討

文章編號(hào)：1005-6629（2020）09-0090-05

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

高中化學(xué)選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（蘇教版）中介紹了雜化軌道理論，但教材中對(duì)雜化軌道理論的介紹不夠深入和全面，使該理論一直是公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn)。對(duì)于如何判斷給定的分子或離子的中心原子雜化軌道類型，教材里并沒(méi)有系統(tǒng)論述，導(dǎo)致在判斷未知幾何構(gòu)型的分子或離子的中心原子雜化軌道類型時(shí)比較困難，特別是對(duì)于價(jià)電子總數(shù)為奇數(shù)的分子或離子，如何計(jì)算其中心原子雜化軌道數(shù)是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。查閱相關(guān)大學(xué)教材[1～4]，有些教材沒(méi)有相關(guān)介紹，有些教材則把單電子當(dāng)作一孤電子對(duì)處理，如可以解釋NO2的雜化軌道類型，但在解釋ClO2的雜化軌道類型時(shí)會(huì)遇到因難。筆者在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出中心原子雜化軌道數(shù)（本文用N表示）的計(jì)算公式，并由此確定其雜化軌道類型及幾何構(gòu)型。本文對(duì)中心原子雜化軌道數(shù)的計(jì)算公式及適用范圍做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，旨在對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)，特別是化學(xué)競(jìng)賽輔導(dǎo)提供參考。

5?結(jié)語(yǔ)

本文提出的計(jì)算中心原子雜化軌道數(shù)的方法，不需要畫出結(jié)構(gòu)式判斷中心原子成鍵電子對(duì)數(shù)和孤電子對(duì)數(shù)再確定雜化軌道數(shù)，也不必規(guī)定不同族的原子作配位原子時(shí)提供的價(jià)電子數(shù)，只需要根據(jù)公式即可直接計(jì)算中心原子的雜化軌道數(shù)。但需要說(shuō)明的是：一是在教學(xué)實(shí)踐中，仍然需要全面介紹雜化軌道理論和價(jià)層電子對(duì)互斥理論，切不可舍本求末。當(dāng)用常規(guī)方法判斷中心原子雜化軌道類型和幾何構(gòu)型遇到困難時(shí)，不妨嘗試本文提出的方法。二是本文的計(jì)算方法適用于主族元素以及主族元素與零族元素形成的單中心共價(jià)分子或離子、主族元素含氧酸分子或含氧酸根離子，而對(duì)于其他含有多個(gè)中心原子的分子或離子、含有過(guò)渡金屬元素的分子或離子，還有待進(jìn)一步探討。

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