Question

根据杂化理论完成下列问题：

分  子	CH4	H2O	NH3	CO2	C2H4
键  角	109.5°	104.5°	107.3°	180°	120°

(1)上表中各种物质中心原子是否以杂化轨道成键？以何种类型的杂化轨道成键？_______________________________________________________________

(2)NH₃和H₂O的键角为什么比CH₄小？CO₂键角为何是180°？乙烯的键角又为何为120°？

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Answer 1

(1)表中所给物质中心原子都是以杂化轨道与其他原子成键的。

分子	CH4	H2O	NH3	CO2	C2H4
杂化类型	sp3	sp3	sp3	sp	sp2

(2)NH₃和H₂O分子中N和O原子都是采取sp³杂化，但有的杂化轨道中由原子本身的孤对电子占据着，电子云密度大，对其他成键的电子的杂化轨道有排斥作用，所以NH₃和H₂O的键角被压缩而小于109.5°，CO₂分子中C原子是以sp杂化的，形成两条sp—pσ键，分子为直线形，在C₂H₄分子中，两个C原子都采取sp²等性杂化，两原子各以一个sp²杂化轨道相连形成sp²—sp²σ键；另外每个C原子各有一个未杂化的p轨道，与sp²杂化轨道平面平行，两个p轨道“肩并肩”平行交盖，形成π键，所以C与C之间是一个双键(一条σ键，一条π键)。每个C原子剩下两个sp²杂化轨道分别与H原子的s轨道形成sp²—sσ键，所以C₂H₄分子中C—H键的键角为120°。