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举例说明杂化轨道理论

以CH4分子的形成为例.基态C原子的外层电子构型为2s22px12py1.在与H原子结合时,2s上的一个电子被激发到2pz轨道上,C原子以激发态2s12px12py12pz1参与化学结合.当然,电子从2s激发到2p上需要能量,但由于可多生成二个共价键

sp2杂化轨道含1/3 s和2/3 p的成分.一个s轨道和两个p轨道杂化,形成3个完全相同的sp2杂化轨道.其3个轨道间夹角为120°,呈平面正三角形.一般来讲,数孤对电子数+成“

杂化轨道理论(hybrid orbital theory)是1931年由Pauling L等人在价键理论的基础上提出, 它实质上仍属于现代价键理论, 但它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论. 1.在成键过程中,由于原子间的相互影响,同一

原子在成键时受到其他原子的作用,原有一些能量较近的原子轨道重新组合成新的原子轨道,使轨道发挥更高的成键效能,这叫做轨道杂化.形成的新原子轨道叫做杂化轨道.轨道杂化概念,是由美国化学家鲍林在1931年首先提出的,经过不断深化和完善,现已成为当今化学键理论的重要内容之一.杂化轨道的成键能力比原轨道的成键能力大大提高.因此由杂化轨道成键时给体系带来的稳定能,远远超过杂化时需要的能量.由n个原子轨道参加杂化而形成n个能量相等、成分和形状完全相同,仅空间方位不同的杂化轨道,这样的杂化方式叫等性杂化.不同的等性杂化方式会形成不同几何构型的分子结构

杂化:若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来,重新级组合成一级新轨道.这种轨道重新组合的过程叫杂化 若干能量相近(不同能级)的轨道的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道(能量相同) 不同能级的轨道的电子具有能量不同,而杂化态时轨道能量相同,这就需要激发 (sp3杂化)

(1)在形成ABn分子过程中,中 心原子A的能量相近的原子轨道在“微扰”的作用下首先要进行杂化.(2)中心原子A的n个原子轨道参加杂化形成n个杂化原子轨道.(3)杂化轨道与原来的原子轨道(参加杂化的)相比,杂化原子轨道的形状和方向都发生了改变,有利于成键.

杂化轨道理论 价键理论对共价键的本质和特点做了有力的论证,但它把讨论的基础放在共用一对电子形成一个共价键上,在解释许多分子、原子的价键数目及分子空间结构时却遇到了困难.例如C原子的价电子是2s22p2,按电子排布规律,2个

杂化轨道就是电子轨道的杂化,它是分子内不同原子的电子相互影响的结果,以达到能量最低化,从而使分子稳定,轨道的编写是科学家通过对称原理、立体几何知识、多维空间函数、微积分等知识算出来的

只有最外电子层中不同能级中的电子可以进行轨道杂化,且在第一层的两个电子不参与反应.不同能级中的电子在进行轨道杂化时,电子会从能量低的层跃迁到能量高的层,并且杂化以后的各电子轨道能量相等(等性杂化)又高于原来的能量较低的能级的能量而低于原来能量较高的能级的能量.当然的,有几个原子轨道参加杂化,杂化后就生成几个杂化轨道.杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理.杂化后的电子轨道与原来相比在角度分布上更加集中,从而使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大,形成的共价键更加牢固.

杂化理论是一种解释原子形成分子的微观理论,进而还可以解释分子的构型,分子的极性等 比如 CH4,如果按照经典的价键理论,C原子最外层只有2个单电子,那么只能与2个H原子形成C-H,分子式就应该是CH2,C不满足8电子结构.而实际上,最稳定的结构是CH4,并且4个C-H排列成正四面体的. 运用杂化轨道理论,C的最外层4个轨道 (2s和2p),采取sP3杂化,形成4个等同的轨道,相互之间夹角为109°28'. 4个H原子再与4个杂化轨道形成4个C-H,因此 CH4是正四面体构型,非极性分子 比如 水分子中O,NH3中的N 是不等性sp3杂化,具有未共用电子对 BF3中的B, SO2中的S 都采取 sp2 ,因此分子是 正三角形

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