Question

17．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为（　　）

• A． NH₃中氮原子为sp²杂化，而CH₄中碳原子是sp³杂化
• B． NH₃中N原子形成三个杂化轨道，CH₄中C原子形成4个杂化轨道
• C． NH₃分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
• D． NH₃分子中有三个σ键，而甲烷分子中有四个σ键

Answer 1

分析 NH₃中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp³型杂化杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，氨气分子空间构型是三角锥形；CH₄分子中C原子采取sp³型杂化杂化，杂化轨道全部用于成键，碳原子连接4个相同的原子，为正四面体构型．

解答 解：价层电子对数=σ 键个数+$\frac{1}{2}$（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，氨气分子中，NH₃中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以采取sp³杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，N-H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间构型是三角锥形；
CH₄分子中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp³杂化，杂化轨道全部用于成键，碳原子连接4个相同的原子，C-H之间的键角相等为109°28′，故CH₄为正四面体构型，
故选C．

点评 本题考查了分子空间构型的判断，注意理解价层电子对互斥理论与杂化轨道理论，题目难度中等．