什么是原子杂化轨道?为什么要杂化?

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什么是原子杂化轨道?为什么要杂化?~

杂化轨道:一种现代价键理论

简单说轨道杂化是指两原子形成化合物时轨道合并成一个新轨道 因为形成共价化合物需要共用电子对 而不同原子轨道的能量往往不同而杂化的轨道上电子的能量相同 达到了共用电子的目的
s p轨道一般有sp杂化 为直线型 sp2杂化为平面三角形 sp3杂化为正四面体型 乙烯中两个碳采用sp2杂化 双键不可旋转
所以为平面型

在形成分子的过程中,由于原子间的相互影响,若干类型不同而能量相近的原子轨道相互混杂,重新组合成一组能量相等,成分相同的新轨道,这一过程称为杂化。经过杂化而形成的新轨道叫做杂化轨道,杂化轨道与其他原子轨道重叠时形成σ共价键。原子在形成分子的过程中,为了使所成化学键强度更大,更有利于体系能量的降低,总趋向于将原来的原子轨道进一步线性组合,以形成新的原子轨道。
  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s电子是已配对的,只有2个p电子未成对,而许多含碳化合物中C都呈4价而不是2价,可以设想有1个s电子激发到p轨道去了。那么1个s轨道和3个p轨道都有不成对电子,可以形成4个共价键,但s和p的成键方向和能量应该是不同的。而实验证明:CH4分子中,4个C-H共价键是完全等同的,键长为114pm,键角为109°28'。BCl3,BeCl2,PCl3等许多分子也都有类似的情况。为了解释这些矛盾,1928年鲍林(Pauling)提出了杂化轨道概念[1],丰富和发展了的价键理论。他根据量子力学的观点提出:在同一个原子中,能量相近的不同类型的几个原子轨道在成键时,可以互相叠加重组,成为相同数目、能量相等的新轨道,这种新轨道叫杂化轨道。C原子中1个2s电子激发到2p后,1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成4个sp3杂化轨道,它们再和4个H原子形成4个相同的C-H键,C位于正四面体中心,4个H位于四个顶角。
  杂化轨道种类很多,如三氯化硼(BCl3)分子中B有sp2杂化轨道,即由1个s轨道和2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道,在氯化铍(BeCl2)中有sp杂化轨道,在过渡金属化合物中还有d轨道参与的sp3d和sp3d2杂化轨道等。以上几例都是阐明了共价单键的性质,至于乙烯和乙炔分子中的双键和三键的形成,又提出了σ键和π键的概念。如把两个成键原子核间联线叫键轴,把原子轨道沿键轴方向“头碰头”的方式重叠成键,称为σ键。把原子轨道沿键轴方向“肩并肩”的方式重叠,称为π键。例如在乙烯(CH2= CH2)分子中有碳碳双键(C=C),碳原子的激发态中2px,2py和2s形成sp2杂化轨道,这3个轨道能量相等,位于同一平面并互成120℃夹角,另外一个pz轨道未参与杂化,位于与平面垂直的方向上。碳碳双键中的sp2杂化如下所示。
  这3个sp2杂化轨道中有2个轨道分别与2个H原子形成σ单键,还有1个sp2轨道则与另一个C的sp2轨道形成头对头的σ键,同时位于垂直方向的pz轨道则以肩并肩的方式形成了π键。也就是说碳碳双键是由一个σ键和一个π键组成,即双键中两个键是不等同的。π键原子轨道的重叠程度小于σ键,π键不稳定,容易断裂,所以含有双键的烯烃很容易发生加成反应,如乙烯(H2C=CH2)和氯(Cl2)反应生成氯乙烯(Cl—CH2—CH2—Cl)。
  乙炔分子(C2H2)中有碳碳叁键(HC≡CH),激发态的C原子中2s和2px轨道形成sp杂化轨道。这两个能量相等的sp杂化轨道在同一直线上,其中之一与H原子形成σ单键,另外一个sp杂化轨道形成C原子之间的σ键,而未参与杂化的py与pz则垂直于x轴并互相垂直,它们以肩并肩的方式与另一个C的py,pz形成π键。即碳碳叁键是由一个σ键和两个π键组成。这两个π键不同于σ键,轨道重叠也较少并不稳定,因而容易断开,所以含叁键的炔烃也容易发生加成反应。
  杂化轨道限于最外层电子,而在第一层的两个电子不参与反应,而在其他层上有许多的轨道,电子会从能量低的层“跃迁”到能量高的层,而原来能量低的层是因为电子的运动方向相反,而跃迁以后电子就只向一种方向运动,所以能量会高。并且反应以后组成的能量介于原来的S轨道和P轨道能量之间。

在形成分子时,由于原子间的相互影响,在同一原子中若干不同类型的能量相近的原子轨道混合起来,重新组成一组新的原子轨道,这一重新组合的过程成为杂化,所形成的新的轨道叫杂化轨道。
杂化之后成键能力更强,形成的共价键更牢固。


怎么判断杂化轨道的类型? 杂化轨道怎么判断类型?
轨道的相互叠加过程叫原子轨道的杂化.原子轨道叠加后产生的新的原子轨道叫杂化轨道.⑴ 在形成分子(主要是化合物)时,同一原子中能量相近的原子轨道 (一般为同一能级组的原子轨道) 相互叠加(杂化)形成一组的新的原子轨道.⑵ 杂化轨道比原来的轨道成键能力强,形成的化学键键能大,使生成的分子更稳定....

到底什么是杂化轨道,有什么用?C2H4具体是如何杂化的?
二.C2H4具体是如何杂化的?答:C2H4中的C是SP2杂化(两个C都是)。首先有一个知识点是要知道的:C的原子轨道排布是 【注:S轨道是一个;P轨道是3个;那么1S轨道上有2个电子(满的),2S轨道上有2个电子(满的),2P轨道的两个P轨道上各有一个电子(不满),一个P轨道是空的无电子。】;H...

什么是杂化轨道等性杂化和不等性杂化?
如CH4、CCl4分子中的C原子杂化。杂化后所生成的各杂化轨道的形状和能量完全等同。或者说每个杂化轨道中所含s成分和p成分的比例均相等,即等性杂化。如果原子轨道杂化后形成的杂化轨道中有一条或几条被孤对电子所占据,使得杂化轨道之间的夹角改变,这种由于孤对电子的存在而造成杂化轨道不完全等同的杂化,...

化学的杂化轨道是怎样的?
杂化,是原子形成分子过程中的理论解释,具体有sp(如BeCl2)、sp2(如BF3)、sp3(如CH4)、sp3d(如PCl5)、sp3d2(如 SF6) 杂化等等.杂化轨道理论的要点:在成键过程中,由于原子间的相互影响,同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道(即波函数),可以进行线性组合,重新分配能量和确定空间方向,...

谁能解释下杂化是什么意思?化学老师上课说的什么sp2、sp3的听不懂啊...
因为是平均混合,每个sp3杂化轨道含有1\/4s和3\/4的p轨道的成份,其中各有1个成单电子。最后这4个电子再与4个H原子中的1s电子配对成西格玛键,从而形成CH4。 杂化轨道的原因?能量相近的几个轨道结合在一起形成一种新的轨道以增强成键能力。sp3杂化例子CH4(正四面体)、CCl4、NH4+。NH3(三角锥型)...

怎么判断杂化轨道的类型?
通过成键电子对数与孤电子对数可判断中心原子杂化模型,成键电子对数:ABn中n的值;孤电子对数:(A价电子数-A成键电子数)\/2。轨道的相互叠加过程叫原子轨道的杂化。原子轨道叠加后产生的新的原子轨道叫杂化轨道。在形成分子(主要是化合物)时,同一原子中能量相近的原子轨道 (一般为同一能级组的原子...

什么是杂化轨道理论,有何应用范围?
③杂化轨道能量相同,成分相同,如:每个sp3杂化轨道占有1个s轨道、3个p轨道。④杂化轨道总数等于参与杂化的原子轨道数目之和。(2)s、p杂化轨道和简单分子几何构型的关系 (3)杂化轨道的应用范围:杂化轨道只应用于形成σ键或者用来容纳未参加成键的孤对电子。(4)中心原子杂化方式的判断方法:看中心原子...

杂化轨道是什么?
公式:(中心原子电子数+氢原子个数+卤素原子个数-氮原子个数)\/2得杂化轨道数,2是sp,3是sp²,4是sp³,5是sp³d,6是sp³d²。例:H₃COF,中心原子是C,(4+3+1)\/2=4,是sp³杂化。H₂PO₃⁻,中心原子是P,(5+2+1...

进行杂化的原子轨道的条件是
进行杂化的原子轨道的条件是能量相近的轨道。杂化概念:轨道杂化理论是指的原子轨道杂化理论。我们知道原子的核外电子是排布在不同能级的原子轨道上面的,比如S轨道P轨道等等,原子在形成分子时,为了增强成键能力(使成键之后能量最低则最稳定),同一原子中能量相近的不同类型的原子轨道重新组合,形成能量、...

什么是杂化轨道?杂化轨道与分子轨道的区别?
但与硝酸根不同的是,氢原子不具有p轨道,因此不能形成π键。由于电子云互斥,三个σ键与未成键电子对互相排斥,最终拉扯成变形四面体结构,即SP3杂化。【硝酸根对比三氯化氮:NCl₃】三氯化氮看上去与硝酸根类似,都是氮作为中心原子与三个其他原子成σ键,而且氯原子也同氧原子类似,具有p...

新兴县19586006259: 什么是原子杂化轨道?为什么要杂化? -
竹曹枸橼: 在形成分子的过程中,由于原子间的相互影响,若干类型不同而能量相近的原子轨道相互混杂,重新组合成一组能量相等,成分相同的新轨道,这一过程称为杂化.经过杂化而形成的新轨道叫做杂化轨道,杂化轨道与其他原子轨道重叠时形成σ...

新兴县19586006259: 什么叫原子轨道的杂化和杂化轨道?为什么原子轨道一定要杂化?为什么原子轨道能够杂化? -
竹曹枸橼:[答案] 在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫做杂化轨道. 核外电子在一般状态下总是处于一种较为稳定的状态,即基态.而在某些外加作用下,电子也是...

新兴县19586006259: 什么是杂化轨道 -
竹曹枸橼: 杂化轨道理论(Hybrid Orbital Theory)是1931年由鲍林(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,但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论. 在成键的过程中,由于原子间的相互...

新兴县19586006259: 什么是原子轨道杂化理论 -
竹曹枸橼: 简单说就是原子上的s p d等轨道经过杂化变为同样的轨道,如sp3杂化就是4个同等轨道,每个轨道有1/4 s和 3/4 p,与s p 轨道不同

新兴县19586006259: 化学原子轨道杂化是什么? -
竹曹枸橼:[答案] 原子为了形成更稳定的化学键,将原有的原子轨道重新组合成新的轨道叫杂化轨道,如1个S轨道和2个P轨道组合成3个新的轨道,叫SP2杂化轨道.

新兴县19586006259: 什么是原子轨道的杂化 -
竹曹枸橼:[答案] 一个原子中的几个原子轨道经过再分配而组成的互相等同的轨道.原子在化合成分子的过程中,根据原子的成键要求,在周围原子影响下,将原有的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道.这种在一个原子中不同原子轨道的线性组合,称为原子轨道...

新兴县19586006259: 原子轨道为什么会发生杂化?其结果导致了什么? -
竹曹枸橼:[答案] 本来轨道杂化的概念是从原子的理论来的,分子也是又原子组成的嘛,用它可以解决不少实际问题,当然了这个不是一个非常严格的量子理论概念

新兴县19586006259: 为什么原子轨道在形成化学键时要进行杂化?求答案 -
竹曹枸橼: “”对这个问题,我认为可以从轨道杂化的可能性和必要性这两个方面加以说明:(1)为什么原子轨道可能进行杂化?因为电子具有波动性,不同的波在一定条件下有相互叠加而形成新的波的性质.因此,原子在化合过程中,受其它原子的作...

新兴县19586006259: 原子轨道为什么可以进行杂化 -
竹曹枸橼:[答案] 杂化是指在形成分子时,由于原子的相互影响,若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成一组新轨道.这种轨道重新组合的过程叫杂化,所形成的新轨道就称为杂化轨道.杂化轨道理论认为在形成分子时,通常存在激发...

新兴县19586006259: 化学中的杂化到底是怎么回事??? -
竹曹枸橼: 在形成分子的过程中,由于原子间的相互影响,若干类型不同而能量相近的原子轨道相互混杂, 杂化重新组合成一组能量相等,成分相同的新轨道,这一过程称为杂化.经过杂化而形成的新轨道叫做杂化轨道,杂化轨道与其他原子轨道重叠时形...

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