Question

用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（　　）

• A、C原子的四个杂化轨道的能量一样
• B、C原子的sp³杂化轨道之间夹角一样
• C、C原子的4个价电子分别占据4个sp³杂化轨道
• D、C原子有1个sp³杂化轨道由孤对电子占据

Answer 1

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：根据鲍林（Pauling）的杂化轨道理论：价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=

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×（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，甲烷分子中，价层电子对个数=4+0=4，C原子中1个2s电子激发到2p后，1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成4个sp³杂化轨道，它们再和4个H原子形成4个相同的C-H键，C位于正四面体中心，4个H位于四个顶角，分子构型正四面体形．

解答： 解：A．能量相近的轨道进行杂化，杂化后的轨道能量相同，甲烷分子中，C原子的4个sp³杂化轨道能量一样，故A正确；
B．甲烷分子中，C原子形成4个σ键，孤电子对个数为0，C原子的4个sp³杂化为等性杂化，C原子的sp³杂化轨道之间夹角一样，故B正确；
C．甲烷分子中，价层电子对个数=4+0=4，C原子中1个2s电子激发到2p后，1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成4个sp³杂化轨道，C原子的4个价电子分别占据4个sp³杂化轨道，故C正确；
D．CH₄中C原子形成4个σ键，孤电子对个数为0，价层电子对数为4，为sp³杂化，分子构型正四面体形，故D错误；
故选D．

点评：本题考查了原子杂化，根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及原子杂化方式的判断，题目难度中等．