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众所周知,价电子对互斥理论可以比较容易的判断ABn型分子或离子的中心原子A的杂化方式。那么非ABn型分子如何处理呢?根据该理论中心原子价层电子对计算方法我们知道H及X(卤素)提供一个价层电子,O或S不提供价层电子。所以我们可以总结出几条法则:
①增X减H或减X增氢中心原子杂化方式不变:
举例说明该法则的应用。例如我们要分析CH2Cl2中C的杂化该物质可以看做CH4减2个H增两个Cl,所以杂化方式不变仍为sp3杂化。再例如H2O中O为sp3杂化,去1个H换一个Cl的HClO中的O仍为sp3杂化,再增加一个Cl换一个H的Cl2O仍为sp3杂化。
②增减氧硫杂化方式不变。
举例说明:例如CO2中C为sp杂化,减一个O后的CO仍为sp杂化,再增加一个S即COS(羰基硫)中的C仍为sp杂化;再如CN-中C为sp杂化,则增加一个S后的SCN-中C仍为sp杂化。再如CCl2(不存在但可以计算其C原子杂化为sp2杂化),所以增加1个O后的光气COCl2中C仍为sp2杂化。再例如,CH3OH可以看做CH4增加一个O形成的所以其C仍为sp3杂化。
上述规律还可以判断含氧酸中心原子的杂化方式。例如要判断H2SO4中S的杂化,可以去掉4个氧后得H2S其中心原子S为sp3杂化,所以硫酸中的S也是sp3杂化。再如,H2CO3去除3个氧后得CH2(虽然不存在,仍可用VSEPR分析)其C为sp2杂化,所以碳酸汇总的C也是sp2杂化。
③增H+或减H+杂化方式不变。
例如NO3-增加1个H+杂化方式不变所以HNO3中N仍为sp2杂化,再如CH2中C为sp2杂化,根据规则②HCOOH中的C也为sp2杂化,再根据规则③HCOO-仍为sp2杂化。
综合运用上述规律可以通过一些杂化方式比较熟悉的物质快速判断一些非ABn型分子的杂化状态,比等电子体等方法用起来更快速便捷。
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