品化:‖ 高考真题中的“再现”——酞菁分子中原子杂化方式

（2022,海南卷,19）以Cu2O、ZnO等半导体材料制作传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题：

（3）酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。

酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取______杂化。

图一

邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是_______。

答案 sp²  两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高

（2023,全国甲,35）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：

 （2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。

图二

酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是______(填图中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。

【答案】（2）③    +2     配位

一、杂化方式：

两个题目中图一、图二都考查了酞菁分子的结构，其中的“所有原子共平面”这个信息太重要，可以得出分子中的所有C、N原子均采取sp²杂化方式：

 所有原子共平面 

（大∏键）

↓

C、N原子均采取sp²杂化

图一“酞菁”部分结构

二、孤电子对：

a）N①和N②：

N原子分别以sp²杂化轨道与相邻的两个C原子相连，N原子上各有一个孤电子对，位于剩余的一个sp²杂化轨道上。N原子上的单电子与相邻的碳原子的未参与杂化的p电子形成离域Ⅱ键。

b）N③：

N原子以sp²杂化轨道与相邻的两个C原子和一个H原子相连，N原子上有一个孤电子对，位于、垂直于平面、未参与杂化的p轨道上，与五元环上的其它四个C原子形成Ⅱ₅⁶键。

也即：2023•全国甲▪35.（2）中N③的p轨道提供一对电子，参与形成Ⅱ₅⁶键。