Question

13．下列关于CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-三种微粒的说法正确的是（　　）

• A． 三种微粒都能独立稳定存在
• B． 三种微粒的形状相同
• C． 三种微粒中碳原子的杂化方式相同
• D． 键角大小关系：CH₃⁺＞CH₃^-

Answer 1

分析 碳原子最外层4个电子，则CH₃⁺是缺电子的碳正离子，可看作是甲基失去一个电子后的产物，甲基的电子式为，则CH₃⁺的电子式为，CH₃^-是多电子的碳负离子，可以可作是甲基得到一个电子后的产物，CH₃^-的电子式为，
A．三种微粒都不能独立稳定存在；B．三种微粒的形状不相同；C．根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化类型，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；D．根据微粒杂化及空间构型判断键角大小关系：CH₃⁺＞CH₃^-．

解答 解：A．CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-三种微粒分别为碳正离子、甲基、碳负离子，三种微粒都不能独立稳定存在，故A错误；
B．甲基是甲烷去掉一个氢原子空间构型为正四面体型，碳正离子其中心碳原子采用sp²杂化，不含孤对电子，空间构型为平面三角形结构，碳负离子其中心碳原子采用sp³杂化，含有一对孤对电子为三角锥型，三种微粒的形状不相同，故B错误；
C．甲基中的C原子价层电子对个数=4+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=4，所以其中心碳原子采用sp³杂化，碳正离子中的C原子价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（3-3×1）=3，所以其中心碳原子采用sp²杂化，碳负离子中的C原子价层电子对个数=4+$\frac{1}{2}$（4-4×1）=4，所以其中心碳原子采用sp³杂化，三种微粒中碳原子的杂化方式不同，故C错误；
D．CH₃⁺呈平面三角形结构，所以键角约为120°，碳负离子其中心碳原子采用sp³杂化，含有一对孤对电子为三角锥型，键角约为104.5°，所以键角大小关系：CH₃⁺＞CH₃^-，故D正确；
故选D．

点评 本题考查关于CH₃⁺、-CH₃、CH₃^-三种微粒的结构知识，侧重考查微粒空间构型判断等知识点，以甲基为例采用知识迁移的方法解答问题，题目难度中等．