Question

13．下列關于CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-三種微粒的說法正確的是（　　）

• A． 三種微粒都能獨立穩定存在
• B． 三種微粒的形狀相同
• C． 三種微粒中碳原子的雜化方式相同
• D． 鍵角大小關系：CH₃⁺＞CH₃^-

Answer 1

分析 碳原子最外層4個電子，則CH₃⁺是缺電子的碳正離子，可看作是甲基失去一個電子后的產物，甲基的電子式為，則CH₃⁺的電子式為，CH₃^-是多電子的碳負離子，可以可作是甲基得到一個電子后的產物，CH₃^-的電子式為，
A．三種微粒都不能獨立穩定存在；B．三種微粒的形狀不相同；C．根據價層電子對互斥理論確定中心原子雜化類型，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數；D．根據微粒雜化及空間構型判斷鍵角大小關系：CH₃⁺＞CH₃^-．

解答 解：A．CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-三種微粒分別為碳正離子、甲基、碳負離子，三種微粒都不能獨立穩定存在，故A錯誤；
B．甲基是甲烷去掉一個氫原子空間構型為正四面體型，碳正離子其中心碳原子采用sp²雜化，不含孤對電子，空間構型為平面三角形結構，碳負離子其中心碳原子采用sp³雜化，含有一對孤對電子為三角錐型，三種微粒的形狀不相同，故B錯誤；
C．甲基中的C原子價層電子對個數=4+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=4，所以其中心碳原子采用sp³雜化，碳正離子中的C原子價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（3-3×1）=3，所以其中心碳原子采用sp²雜化，碳負離子中的C原子價層電子對個數=4+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=4，所以其中心碳原子采用sp³雜化，三種微粒中碳原子的雜化方式不同，故C錯誤；
D．CH₃⁺呈平面三角形結構，所以鍵角約為120°，碳負離子其中心碳原子采用sp³雜化，含有一對孤對電子為三角錐型，鍵角約為104.5°，所以鍵角大小關系：CH₃⁺＞CH₃^-，故D正確；
故選D．

點評 本題考查關于CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-三種微粒的結構知識，側重考查微粒空間構型判斷等知識點，以甲基為例采用知識遷移的方法解答問題，題目難度中等．