Question

6．下列分子的立體構型和鍵角可用sp³雜化軌道來解釋的是（　　）
①CH₄   ②NH₃   ③H₂O   ④CH≡CH   ⑤苯   ⑥CH₂=CH₂．

• A． ①②③
• B． ①⑤⑥
• C． ①②④
• D． ③⑤⑥

Answer 1

分析 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，σ鍵個數=配原子個數，孤電子對個數=$\frac{1}{2}$×（a-xb），a指中心原子價電子個數，x指配原子個數，b指配原子形成穩定結構需要的電子個數．可用sp³雜化軌道來解釋說明中心原子含有4個價層電子對，孤對電子對成鍵電子的排斥作用較強，鍵角減小，據此分析判斷．

解答 解：①CH₄中碳原子價層電子對個數=4+$\frac{4-4}{2}$=4，為sp³雜化，不含孤電子對，所以空間構型是正四面體形，其鍵角為109°28′，可用sp³雜化軌道來解釋，故①選；
②NH₃分子中價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，中心原子雜化類型分別為sp³，中心原子含有1個孤電子對，空間構型為三角錐，孤對電子對成鍵電子的排斥作用較強，鍵角減小，其鍵角為107°，故②選；
③H₂O中心原子O原子成2個σ鍵、含有$\frac{6-1×2}{2}$=2對孤對電子，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=2+2=4，雜化軌道數為4，采取sp³雜化，H₂O分子的立體構型是V形，其鍵角為104.5°，故③選；
④CH≡CH分子中每個碳原子形成1個C-H，1個C≡C三鍵，碳原子價層電子對個數=2+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=2，每個碳原子雜化軌道數為2，所以采取sp雜化，其分子的立體構型是直線形，其鍵角為180°，故④不選；
⑤苯分子中碳原子價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=3，雜化軌道數為3，所以采取sp²雜化，其分子的立體構型是平面正六邊形，其碳碳鍵角為120°，故⑤不選；
⑥CH₂═CH₂ 分子中碳原子價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=3，每個碳原子雜化軌道數為3，所以采取sp²雜化，其分子的立體構型是平面形，其碳氫鍵與碳碳鍵夾角約為120°，故⑥不選；
故選A．

點評 本題考查了原子雜化類型的判斷，根據價層電子對互斥理論來分析解答，注意孤電子對個數=$\frac{1}{2}$（a-xb）中各個字母的含義，題目難度中等．