求教高中化学 怎么算化合物的轨道杂化方式?

作者&投稿:洪娣 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
如何判断杂化类型?高中化学~

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,称为原子轨道的杂化。杂化后的原子轨道称为杂化轨道。杂化时,轨道的数目不变,轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变。组合所得的杂化轨道一般均和其他原子形成较强的σ键或安排孤对电子,而不会以空的杂化轨道的形式存在。在某个原子的几个杂化轨道中,全部由成单电子的轨道参与的杂化,称为等性杂化轨道;有孤对电子参与的杂化,称为不等性杂化轨道。
杂化轨道具有和s,p等原子轨道相同的性质,必须满足正交,归一性。
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109.5°。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Pauling提出了杂化轨道概念,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( )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2pz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)中有碳碳三键(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。即碳碳三键是由一个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,所以含三键的炔烃也容易发生加成反应。
VSEPR(价电子层互斥模型)
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。
价电子对总数即两者之和,如价电子对总数为2时为sp杂化(直线形),为3时为sp2杂化(平面三角形),为4时为sp3杂化(四面体),5——sp3d(三角双锥),6——sp3d2(八面体)。而成键电子对数与孤电子对数的不同使得分子的几何构型不同。

杂化轨道:一种现代价键理论

高中来说,判断原子杂化轨道方式有两种做法(我知道的):
1,用价层电子对互斥理论模型,四面体型是sp3,平面三角形是sp2,直线型是sp
2,看共价键类型,单键是sp3,双键是sp2,三键是sp

n=希格玛键数加孤对电子数-1 则为spn杂化
sp1,直线形 sp2,平面形 sp3空间

高中有轨道杂化吗?不是大学的吗?

最好百度“杂化轨道理论”和“电子对互斥理论”,或者查阅《无机化学》吉大版


株洲县17329546563: 我是高中化学竞赛,能向你请教一点关于杂化轨道的判断方法吗? -
昌注血府: 高中化学竞赛的话用价层电子对互斥模型就行了.首先确定中心原子,然后一算全部成键后是否余下孤对电子,把孤对电子对数+成键的数量,就是参与杂化的轨道数了,比如加和为3那就是SP2杂化,为4就是SP3杂化

株洲县17329546563: 化学选修三,中的杂化轨道怎么判断? -
昌注血府: 教你个方法:配位原子数加化合价绝对值之后除去二,是四就是空间四面体SP3,是三就是正三角形SP2,是二就是直线SP.例如H2S中心原子是硫,硫化合价为+6配位数为2,所以算到四,所以是SP3,正四面体两边.(正四体要五个原子).

株洲县17329546563: 如何通过计算或其他方法判断化合物原子的杂化轨道类型?
昌注血府: 一般来说,(中心原子所在族数+配位原子的化合价的绝对值*配位原子数)/2=X,若x=2,就是sp杂化;x=3,sp2; x=4,sp3;x=5,sp3d或者sp2d2...以此类推.但是氧原子做配位原子时要算它的化合价为0

株洲县17329546563: 判断化合物原子轨道杂化类型的方法 -
昌注血府: 这个方法仅限高中阶段使用:看中心原子,中心原子每与其他原子成1个共价键(包括双键和三键),记作1;在此基础上,中心原子周围每存在一对孤对电子再记为1.两步判断下来,把数目加和:和为2,则sp杂化; 和为3,则sp2杂化; 和为4,则sp3杂化.仅限高中使用,切记切记.【化学一加一】团队:sy930915为您解答 希望能够帮助到你~ 如有疑惑,欢迎追问

株洲县17329546563: 谁能告诉我怎样确定共价化合物的原子的杂化方式,我高三的,化学选修的物质结构.可是我那个老师也不会...
昌注血府: 先算出价电子对数,如CH4:的价电子对数为(4+4)/2=4,4个价电子对应有4个轨道,因而是SP3杂化,同理NH3为(5+3)/2=4.以此类推,价电子对数为2则是SP杂化,如BeCl2;价电子对数为3则是SP2杂化,如BF3.

株洲县17329546563: 高中化学,抗坏血酸分子中碳原子轨道杂化类型怎么计算?(请详细讲解一下) -
昌注血府: (1)右边三个碳原子无双键,是SP3杂化! (2)左边三个碳原子有双键,是SP2杂化!

株洲县17329546563: 无机化学,这两种物质杂化轨道数怎么算 -
昌注血府: 1、四氨合锌配离子,[Zn(NH3)4]2+,中 Zn2+ 离子的电子构型是的 3d10,即d亚层全充满;为了接受配位电子,Zn2+ 离子只有动用s和p亚层,sp3杂化,四面体结构. 2、四氰合镍配离子,dsp2杂化,因此是平面正方形.

株洲县17329546563: 高中化学物质结构 怎么看杂化轨道类型 -
昌注血府: 有3种方法:1.看Q键+孤对电子=多少;如果等于2为SP杂化;依次类推;2.看分子空间构型;如果是平面三角形,中心原子是SP2杂化;如果是正四面体和三角锥形,是SP3杂化,如果是V形就要看情况分析.3.价电子互斥理论,(中心原子价电子数+与其成键原子提供的电子数)/2=多少,适用于ABm型的粒子,O.S作为非中心原子时,其电子不算.如果等于2,中心原子为Sp杂化. 在高中这3种方法应该够用.如果还有需要可以再问.

株洲县17329546563: 高中化学选修三,轨道杂化问题! -
昌注血府: 轨道杂化高中部分一般只有SP,SP2,SP3,三种类型 SP就是价电子数为2的分子,如CO2,它无孤电子对,所以就是直线型 SP2就是价电子数为3的分子,如BCL3,ALCL3,它们都无孤电子对,就是平面三角形,如果有一个孤电子对,如SO2,就是V形 SP3就是价电子数为4的分子,如CH4,CCl4,他们无孤电子对,就是正四面体形,有一个孤电子对,如NH3,就是三角锥形,有两个孤电子对,如H2O,就是V形 而VSEPR模型就是只看价电子数,两个就是直线,三个就是平面三角形,四个就是正四面体.注意VSEPR模型不一定就是真正的空间构型,但通过价电子对,和孤电子对很容易判断真正的空间构型 原创不易啊,希望对你有帮助

株洲县17329546563: 怎么计算乙炔的杂化轨道 推断空间结构不是有个公式的吗 算出来是SP2啊
昌注血府: 高中学的计算公式是计算单中心化合物的,像sp ,sp2 ,sp3 (还有d轨道参加杂化的,不讨论)都是但中心的物质,如H2O是以氧原子为中心的,SO3是以硫原子为中心的.,,,,,但像碳碳双键,碳碳三键都是双中心官能团,本就在公式计算范围之外,对于常见的双中心分子,只需记住杂化类型即可.因为连高中竞赛都是只讨论单中心分子的,只不过种类多余高中而已(加入d轨道,部分有 f 轨道杂化),根本无法计算双中心分子.

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