化学自习室移动版

一、中心原子杂化方式经验推导方法

1、根据VSEPR模型预测分子的空间构型，通过空间构型推导中心原子的杂化方式。

2、根据分子的空间构型，推导中心原子的杂化方式。

3、根据中心原子核外空间“电子域”数目，推导中心原子的杂化方式。

例如：CO₂两个电子域，C原子sp杂化；H₂O四个电子域，O原子sp³杂化。

4、有机物和配合物根据σ键数目，推导C原子和过渡金属离子的杂化方式。

5、根据π键数目，推导中心原子的杂化方式。

杂化轨道只能用于σ键和杂化后的孤电子对，π键必须来自于没有参入杂化的初始p轨道。如果中心原子形成π键，必须保留至少一个初始未参入杂化的p轨道。

在一个中心原子的共价键中，存在一个π键，则中心原子sp²杂化；存在两个π键，中心原子sp杂化。

6、根据是否存在大π键(离域π键)，结合键角和空间构型，推导中心原子的杂化方式：一般为sp或sp²杂化。

例如：ClO₂中存在π₃⁵大π键，因此Cl原子为sp²杂化。

7、根据等电子体关系，推导中心原子的杂化方式。

等电子体，一般指原子数和价电子数相等，例如CO₂与N₂O；SO₂与O₃等。

二、推导中心原子或配体原子杂化方式本质依据

杂化轨道理论是解释分子空间构型和键参数的一个假说，一个模型；因此实验测量的键参数，特别是键长和键角，是推导中心原子或配体原子杂化方式的本质依据。

键长：sp³>sp²>sp；键能：sp>sp²>sp³。

键角：90⁰左右中心原子几乎未杂化；109.5⁰左右中心原子sp³杂化；120⁰左右中心原子sp²杂化；180⁰左右中心原子sp杂化。

1、苯酚中羟基氧的杂化方式

观点一：从有利于p-π共轭的角度，氧原子与苯环共平面有利于分子的稳定，羟基氧为sp²杂化。

观点二：实验测得∠COH＝109.5⁰左右，羟基氧为sp³杂化。

2、乙醛中羰基氧的杂化方式

观点一：sp²杂化有利于形成π键。

观点二：光电子能谱测得氧原子中孤电子对能量不同，证明氧原子未杂化。

观点二：光电子中羰基氧和羟基氧的杂化方式

❶羰基氧sp²杂化或未杂化

❷羟基氧sp³杂化

实验数据：∠COH＝106.5⁰；乙醇和乙酸中O-H键的键长分别为0.970nm和0.972nm，基本相等。

4、乙酸根离子中氧原子的杂化方式

实验数据：∠OCO＝120⁰，平面三角形；C-O键的键长都是0.127nm；而乙酸分子中C＝O键长0.123nm，C-O键长0.136nm。

结论：乙酸根离子中两个氧原子等价，都是sp²杂化。