--- title: "Как рассчитать формальный заряд и гибридизацию (ФЗ = V − N − B/2) | Блог MolDraw" url: https://www.moldraw.com/ru/blog/formal-charge-hybridization-guide.html description: "Формальный заряд = V − N − B/2 и гибридизация по стерическому числу — с разобранными примерами для нитрата, озона, цианида, нитрометана и амидов, плюс бесплатный калькулятор." lang: ru publisher: Scidart Academy generated: 2026-10-26 --- # Как рассчитать формальный заряд и гибридизацию: руководство и бесплатный калькулятор Опубликовано: 19 октября 2026 г. · Автор: Scidart Academy · Время чтения: ~7 мин ![Структура Льюиса нитрометана с положительным формальным зарядом на азоте и отрицательным — на одном из атомов кислорода](https://www.moldraw.com/blog/thumbs/formal-charge-hybridization-guide.webp) Нитрометан: на азоте формальный заряд +1, на одном из атомов кислорода −1. **Коротко:** формальный заряд — **ФЗ = V − N − B/2**, где V — валентные электроны свободного атома, N — несвязывающие электроны, B — связывающие электроны. Гибридизация определяется по стерическому числу — числу связанных атомов плюс число неподелённых пар: 2 — sp, 3 — sp², 4 — sp³. В нитрате у N ФЗ = 5 − 0 − 8/2 = +1, гибридизация sp². Бесплатный [калькулятор формального заряда и гибридизации MolDraw](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/formal-charge-hybridization-calculator.html) определяет и то, и другое для каждого атома молекулы или иона. ## Что такое формальный заряд Формальный заряд — это заряд, который был бы у атома, если бы каждая связь в структуре Льюиса была поделена между двумя атомами поровну. Это инструмент учёта. Он показывает, где находится заряд иона в данной структуре Льюиса, и помогает выбрать лучшую структуру, если их несколько. Формула: **ФЗ = V − N − B/2**. - **V** — число валентных электронов свободного атома. Для элементов главных подгрупп оно равно номеру группы: C = 4, N = 5, O = 6, F и Cl = 7. - **N** — число несвязывающих электронов на атоме. Каждая неподелённая пара даёт 2. - **B** — число связывающих электронов вокруг атома. Одинарная связь даёт 2, двойная — 4, тройная — 6. B/2 — это просто число связей. Сумма формальных зарядов всех атомов равна общему заряду молекулы или иона. ## Что такое гибридизация и как её определить Гибридизация описывает, какую комбинацию s- и p-орбиталей атом использует для σ-связей и неподелённых пар. Определите её по **стерическому числу**: числу атомов, связанных с данным атомом, плюс число его неподелённых пар. Двойные и тройные связи считаются один раз, потому что два атома соединяет только одна σ-связь. | Стерическое число 2 | sp, линейная, 180°. Пример: C в CO₂ и в HC≡CH. | | --- | --- | | Стерическое число 3 | sp², плоская треугольная, 120°. Пример: C в C=O, N в NO₃⁻. | | Стерическое число 4 | sp³, тетраэдрическая, 109,5°. Пример: CH₄, N в NH₃ (≈107°), O в H₂O (≈104,5°). | | Стерическое число 5 | sp³d, тригональная бипирамида. Пример: PCl₅, SF₄, ClF₃. | | Стерическое число 6 | sp³d², октаэдр. Пример: SF₆, XeF₄. | **Исключение для сопряжения.** Атом азота, кислорода или карбанион с неподелённой парой рядом с π-связью обычно помещает эту пару на p-орбиталь, чтобы она могла делокализоваться. Тогда атом использует три гибридные орбитали и находится в состоянии **sp²**, хотя простой подсчёт даёт 4. Это относится к N амидов, анилина и пиррола, O сложных эфиров, фенола и фурана и O⁻ карбоксилатных и нитрогрупп. ## Как пользоваться калькулятором шаг за шагом 1. Откройте [калькулятор формального заряда и гибридизации](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/formal-charge-hybridization-calculator.html). 2. Нарисуйте структуру в редакторе или введите её в поле **SMILES или формула** и нажмите **Рассчитать**. Формулы вроде `NO3-`, `SO4^2-` или `XeF4` подходят для частиц с одним центральным атомом. Для всего остального используйте SMILES, например `C[N+](=O)[O-]`. 3. Или нажмите кнопку примера: **CO₂**, **NO₃⁻**, **Озон**, **Нитрометан**, **Ацетат**, **Анилин** и другие. 4. Прочитайте таблицу. В каждой строке — V, N, B, расчёт **Формальный заряд = V − N − B/2**, стерическое число, гибридизация, электронная геометрия, форма и примерный валентный угол. Отметьте **Показывать атомы водорода в таблице**, чтобы увидеть и атомы H. 5. Звёздочка у стерического числа отмечает сопряжённую неподелённую пару (sp² вместо sp³). 6. Используйте **Ручная проверка формального заряда** для одного атома в структуре, нарисованной на бумаге: введите элемент, число присоединённых атомов, нарисованных связей и неподелённых пар. 7. Нажмите **Открыть в MolDraw**, чтобы сохранить структуру и экспортировать её. ## Разобранные примеры ### 1. Нитрат-ион, NO₃⁻ Одна двойная связь N=O и две одинарные N–O. У N нет неподелённых пар: ФЗ = 5 − 0 − 8/2 = **+1**. У O с двойной связью 2 неподелённые пары: ФЗ = 6 − 4 − 4/2 = **0**. У каждого O с одинарной связью 3 неподелённые пары: ФЗ = 6 − 6 − 2/2 = **−1**. Сумма = +1 + 0 − 1 − 1 = −1. У N три σ-связи и нет неподелённой пары, поэтому он sp²-гибридизован, форма плоская треугольная (120°). ### 2. Озон, O₃ У центрального O одна неподелённая пара, одна двойная и одна одинарная связь: ФЗ = 6 − 2 − 6/2 = **+1**. У концевого O с одинарной связью 3 неподелённые пары: ФЗ = 6 − 6 − 1 = **−1**. У концевого O с двойной связью 0. Стерическое число центрального O равно 3 (2 атома + 1 неподелённая пара), поэтому он sp²-гибридизован, молекула угловая, измеренный угол 116,8°. ### 3. Цианид-ион, CN⁻ C≡N с одной неподелённой парой на каждом атоме. C: ФЗ = 4 − 2 − 6/2 = **−1**. N: ФЗ = 5 − 2 − 6/2 = **0**. Отрицательный заряд находится на углероде — поэтому цианид связывается с металлами через C. Оба атома sp-гибридизованы. ### 4. Нитрометан, CH₃NO₂ У N четыре связи (одна C–N, одна N=O, одна N–O) и нет неподелённых пар: ФЗ = 5 − 0 − 8/2 = **+1**. У O с одинарной связью **−1**. Если нарисовать две связи N=O, у азота окажется 10 электронов, а атом второго периода столько удержать не может. N sp²-гибридизован, углерод CH₃ — sp³. ### 5. Ацетамид, CH₃CONH₂ Все формальные заряды равны 0. У N три σ-связи и одна неподелённая пара, поэтому простой подсчёт даёт sp³. Но неподелённая пара находится рядом с π-связью C=O и делокализуется, поэтому N амида **sp²**-гибридизован и плоский. Именно поэтому связь C–N в амидах частично двойная. ## Сводная таблица | Частица | **Атом: формальный заряд, гибридизация** | | --- | --- | | CO₂ | C: 0, sp. O: 0, sp². | | NO₃⁻ | N: +1, sp². O с одинарной связью: по −1. | | CO₃²⁻ | C: 0, sp². Два O с одинарной связью: по −1. | | NH₄⁺ | N: +1, sp³, тетраэдр. | | H₃O⁺ | O: +1, sp³, тригональная пирамида. | | CN⁻ | C: −1, sp. N: 0, sp. | | SO₄²⁻ (две S=O) | S: 0, sp³. Два O: по −1. | | CH₃COO⁻ | O⁻: −1, sp² (сопряжённый). C карбоксила: sp². | ## Частые ошибки - Вычитать B вместо B/2. Если B считается в электронах, делите на 2. - Считать для N неподелённые пары, а не их электроны. Две неподелённые пары дают N = 4. - Считать двойную связь двумя доменами при определении стерического числа. - Давать C, N или O больше 8 электронов. Расширять октет могут только атомы третьего периода и ниже (P, S, Cl, Xe). - Считать азот амида или анилина sp³-гибридизованным. - Путать формальный заряд со степенью окисления. В CO₂ у C формальный заряд 0, а степень окисления +4. ## Советы к экзаменам (ЕГЭ, JEE, NEET, AP, A-level) - **Проверяйте сумму.** Сумма формальных зарядов должна равняться заряду иона. Если не равна — неподелённая пара пропущена или лишняя. - **Лучшая структура Льюиса:** формальные заряды как можно ближе к нулю, отрицательный заряд — на более электроотрицательном атоме, не больше 8 электронов у атомов второго периода. - **На JEE и NEET** часто спрашивают гибридизацию центрального атома в ионах вроде I₃⁻ (sp³d), XeF₄ (sp³d²) и SO₄²⁻ (sp³). Используйте стерическое число. - **В AP Chemistry** в заданиях с развёрнутым ответом нужно обосновать лучшую резонансную структуру или структуру Льюиса формальными зарядами. Записывайте расчёт V − N − B/2. - **В A-level** вопросы по органике о планарности амидов или основности анилина опираются на sp²-гибридизованный азот и его делокализованную неподелённую пару. ## Вопросы и ответы ### Какова формула формального заряда? Формальный заряд = V − N − B/2. V — число валентных электронов свободного атома, N — число несвязывающих электронов на атоме, B — число электронов в его связях. Неподелённая пара даёт 2 в N, одинарная связь — 2 в B. ### Каков формальный заряд N в NH4+? У азота 5 валентных электронов, нет неподелённых пар и 4 одинарные связи (8 связывающих электронов). ФЗ = 5 − 0 − 8/2 = +1. У каждого водорода ФЗ = 1 − 0 − 2/2 = 0, поэтому заряд иона равен +1. ### Как быстро определить гибридизацию? Сложите число атомов, связанных с данным атомом, и число его неподелённых пар. Это стерическое число: 2 = sp, 3 = sp², 4 = sp³, 5 = sp³d, 6 = sp³d². Двойная или тройная связь считается как одна. ### Почему азот в анилине sp²-гибридизован? Его неподелённая пара находится рядом с бензольным кольцом и делокализуется в π-систему. Делокализованная неподелённая пара занимает p-орбиталь, поэтому азот использует только три гибридные орбитали и находится в состоянии sp². Так же ведут себя атомы азота амидов, пиррола и енаминов. ### Может ли формальный заряд быть +2 или −2? Да, но в хорошей структуре Льюиса это редкость. В октетной форме сульфата с четырьмя одинарными связями S–O у серы ФЗ = 6 − 0 − 8/2 = +2. Обычно предпочтительнее структуры с зарядами, близкими к нулю. ### Формальный заряд — это реальный заряд? Нет. Это формальный учёт, при котором каждая связь считается поделённой поровну. Реальные частичные заряды зависят от электроотрицательности. В H3O+ формальный +1 находится на O, но большая часть реального положительного заряда приходится на атомы H. ### Какова гибридизация углерода в CO2? Углерод связан с двумя атомами кислорода и не имеет неподелённых пар, поэтому его стерическое число 2 и он sp-гибридизован. Молекула линейная, угол O=C=O равен 180°. ## Связанные инструменты [Калькулятор формального заряда и гибридизации](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/formal-charge-hybridization-calculator.html) [Проверка ароматичности](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/aromaticity-checker.html) [Проверка полярности связей и диполей](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/bond-polarity-dipole-checker.html) [Генератор структур Льюиса](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/lewis-structure-generator.html) [Калькулятор геометрии VSEPR](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/vsepr-molecular-geometry-calculator.html) [Генератор резонансных структур](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/resonance-structure-generator.html) [Калькулятор степеней окисления](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/oxidation-number-calculator.html) ## Полезные руководства [Руководство по ароматичности и правилу Хюккеля](https://www.moldraw.com/ru/blog/aromaticity-huckel-rule-guide.html) [Руководство по полярности связей и дипольному моменту](https://www.moldraw.com/ru/blog/bond-polarity-dipole-moment-guide.html) [Как добавить неподелённые пары в MolDraw](https://www.moldraw.com/ru/blog/how-to-add-lone-pair-in-moldraw.html) [Карты электростатического потенциала](https://www.moldraw.com/ru/blog/mep-plugin-electrostatic-potential-map.html) [Точечные группы в 3D](https://www.moldraw.com/ru/blog/symmetry-plugin-point-groups-3d.html) [Бесплатные химические инструменты и калькуляторы](https://www.moldraw.com/ru/blog/free-chemistry-tools-and-calculators.html) [Руководство по всем бесплатным инструментам MolDraw](https://www.moldraw.com/ru/blog/moldraw-all-free-chemistry-tools-guide.html) Последнее обновление: 19 октября 2026 г.