Question

12．分析原子的雜化方式，并根據(jù)等電子體原理判斷下列各組分子中的所有原子，或者處于同一平面，或者在一條直線上的是（　　）

• A． C₂H₂、HClO、C₂H₆
• B． CO₂、N₂O、HC≡C-NH₂
• C． C₆H₅CH₃、C₃H₄、CH₄
• D． C₆H₆、C₂H₄、HCN

Answer 1

分析 根據(jù)價層電子對互斥理論判斷中心原子雜化類型及分子空間構(gòu)型，價層電子對個數(shù)=成鍵電子對個數(shù)+孤電子對個數(shù)．
A．C₂H₂、HClO、C₂H₆雜化分別為sp雜化、sp³雜化、sp³雜化，三者不處于同一平面；
B．CO₂、N₂O、HC≡C-NH₂雜化分別為sp雜化、sp雜化、O原子采用sp雜化、N原子sp³雜化，三者不處于同一平面；
C．C₆H₅CH₃、C₃H₄、CH₄雜化分別為苯環(huán)上碳sp²雜化甲基上碳sp³雜化、碳碳三鍵上的碳sp雜化甲基上碳sp³雜化、sp³雜化，三者不處于同一平面；
D．C₆H₆、C₂H₄、HCN雜化分別為sp²雜化、sp²雜化、sp雜化，三者空間構(gòu)型都在同一平面．

解答 解：A．乙炔的結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，每個碳原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，所以C原子采用sp雜化，為直線形結(jié)構(gòu)，HClO中，O原子的價層電子對數(shù)是4，中心原子以sp³雜化軌道成鍵，含有2個孤電子對，分子為V形，乙烷分子中，每個碳原子的價層電子對數(shù)=4，不含孤電子對，所以采取sp³雜化，正四面體形，C₂H₂、HClO、C₂H₆原子總數(shù)分別為4、3、8不是等電子體，它們的空間構(gòu)型不同不處于同一平面，故A錯誤；
B．二氧化碳分子中碳原子含有2個σ鍵且不含孤電子對，所以碳原子采用sp雜化，二氧化碳是直線型分子，N₂O分子中氧原子含有2個σ鍵和0個孤電子對，所以其采用sp雜化，分子為是直線型分子；HC≡C-NH₂中C原子采用sp雜化，N原子雜化軌道數(shù)為$\frac{1}{2}$×（5+3）=4，采取 sp³雜化方式，-NH₂四面體形，它們的空間構(gòu)型不同不處于同一平面，故B錯誤；
C．C₆H₆分子中碳原子雜化軌道數(shù)為3，所以采取sp²雜化，所有原子處于同一平面，CH₄分子中碳原子雜化軌道數(shù)為4，所以采取sp³雜化，正四面體形，C₆H₅CH₃所有原子不處于同一平面，CH≡CH分子中每個碳原子雜化軌道數(shù)為2，所以采取sp雜化，是直線型分子，-CH₃采取sp³雜化，正四面體形，C₃H₄所有原子不處于同一平面，CH₄分子中碳原子雜化軌道數(shù)為4，所以采取sp³雜化，正四面體形，它們的空間構(gòu)型不同不處于同一平面，故C錯誤；
D．C₆H₆分子中碳原子雜化軌道數(shù)為3，所以采取sp²雜化，所有原子處于同一平面，CH₂=CH₂分子中每個碳原子雜化軌道數(shù)為3，所以采取sp²雜化，所有原子處于同一平面，HCN結(jié)構(gòu)簡式為H-C≡N，碳原子雜化軌道數(shù)為2，所以采取sp雜化，所有原子處于同一直線共面，故D正確；
故選D．

點評 本題考查原子雜化方式及分子空間構(gòu)型判斷，為高頻考點，明確價層電子對互斥理論內(nèi)涵是解答關(guān)鍵，題目難度中等．