题目
已知下列分子的几何构型,试用杂化轨道理论分析它们的成键情况:-|||-(1)PCl3 三角锥;-|||-(2)SiF4 正四面体;-|||-(3)BF3 正三角形;-|||-(4)AsI5 三角双锥。

题目解答
答案

解析
步骤 1:PCl3的杂化轨道分析
PCl3中心P原子的电子构型为3s^23p^3。激发一个3s电子到3d轨道,形成4个sp^3不等性杂化轨道。这4条杂化轨道分别指向正四面体的4个顶点。其中有单电子的杂化轨道与3个Cl的3p轨道形成3个σ键,故PCl3呈三角锥形构型。孤电子对的斥力使 Cl-P-Cl 的键角小于109°28'。
步骤 2:SiF4的杂化轨道分析
SiF4中心Si的电子构型为3s^23p^2。激发一个3s电子到3d轨道,形成4个sp^3等性杂化轨道。这4条杂化轨道在空间呈正四面体分布,与4个F的2p轨道成σ键,故SiF4的分子构型为正四面体。
步骤 3:BF3的杂化轨道分析
BF3中心B原子的电子构型为2s^22p^1。激发一个2s电子到2p轨道,形成3个sp^2等性杂化轨道。这3条杂化轨道指向正三角形的3个顶点,与3个F的2p轨道成σ键,故BF3的分子呈正三角形。
步骤 4:AsI5的杂化轨道分析
AsI5中心As的电子构型为4s^24p^3。激发一个4s电子到4d轨道,形成5个sp^3d等性杂化轨道。这5条杂化轨道指向三角双锥体的5个顶点,与5个I的5p轨道成σ键,所以AsI5分子构型为三角双锥。
PCl3中心P原子的电子构型为3s^23p^3。激发一个3s电子到3d轨道,形成4个sp^3不等性杂化轨道。这4条杂化轨道分别指向正四面体的4个顶点。其中有单电子的杂化轨道与3个Cl的3p轨道形成3个σ键,故PCl3呈三角锥形构型。孤电子对的斥力使 Cl-P-Cl 的键角小于109°28'。
步骤 2:SiF4的杂化轨道分析
SiF4中心Si的电子构型为3s^23p^2。激发一个3s电子到3d轨道,形成4个sp^3等性杂化轨道。这4条杂化轨道在空间呈正四面体分布,与4个F的2p轨道成σ键,故SiF4的分子构型为正四面体。
步骤 3:BF3的杂化轨道分析
BF3中心B原子的电子构型为2s^22p^1。激发一个2s电子到2p轨道,形成3个sp^2等性杂化轨道。这3条杂化轨道指向正三角形的3个顶点,与3个F的2p轨道成σ键,故BF3的分子呈正三角形。
步骤 4:AsI5的杂化轨道分析
AsI5中心As的电子构型为4s^24p^3。激发一个4s电子到4d轨道,形成5个sp^3d等性杂化轨道。这5条杂化轨道指向三角双锥体的5个顶点,与5个I的5p轨道成σ键,所以AsI5分子构型为三角双锥。