杂化轨道详细解说
杂化轨道理论要点
杂化轨道的类型
1 sp3杂化轨道
2 sp2杂化轨道
sp3杂化轨道是s轨道和三个p轨道的线性组合, 形成四个等价的sp3杂化轨道。
sp2杂化轨道是s轨道、两个p轨道和一个未杂 化的p轨道的线性组合,形成三个等价的sp2 杂化轨道。
3 sp杂化轨道
4 其他类型
杂化轨道理论要点
杂化轨道理论是描述原子中电子轨道混合的模型,通过混合s、p和d轨道形成 新的杂化轨道,以解释化学键的性质。
杂化轨百度文库的定义
什么是杂化轨道?
杂化轨道是原子中电子轨道 的线性组合,形成新的轨道, 具有不同的形状和能量。
杂化轨道符号
sp、sp2和sp3等符号用来表 示不同类型的杂化轨道。
作用
能量最低原则
形成的杂化轨道应具有最低能量,以保 持系统的稳定性。
sp3杂化轨道
形状
应用
sp3杂化轨道呈四面体形状,分布在空间中四个等角。 sp3杂化轨道解释了甲烷分子中碳原子与四个氢原子 形成的四条等长和等角的化学键。
sp2 杂化轨道
形状
杂化轨道详细解说
高中化学7:杂化轨道
1、概念理解
原子在形成分子时,原子轨道不可能只重叠而本身不变,实际上个原子的价电子运动状态必然改变,而使成键能力尽可能增加,体系能量尽可能降低。能量相近的不同原子轨道重新合成相同数目的新原子轨道。通常有sp型、dsp型、spd型等。
杂化并非一个实际过程,而是一个数学概念。为了得到波动方程有关价层电子的解,及波函数而采取的一个步骤。
和原有的s、p轨道相比,杂化轨道分布图具有一个肥大的正瓣,这一区域大大有利于成键轨道之间的重叠。而且杂化轨道空间分布合理,降低了成键电子的排斥。2个方面都有利于体系能量的下降。
2、价层电子对互斥理论(VSEPR理论)对轨道形状的推测
2.1、价层电子对互斥理论(VSEPR理论):
对于一个ABm型分子(或离子),围绕中心A原子的价层对子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的空间分布是受静电相互作用所支配。电子对之间尽可能互相远离,这样斥力小,体系趋于稳定。
2.2、A原子价层电子对数的确定:
[A原子价层电子数 + B原子提供的用于形成共价单键的电子数(双剑、三键均按生成一个单键考虑)]/2
若是阴离子,电子数要加阴离子电荷数,阳离子则要减去。
B是H或卤素元素,每个原子提供一个共用电子。
B若是是氧族元素,规定不提供共用电子。
四氯化碲TeCl4分子:Te有6个价层电子,加上4个Cl提供的共用电子,中心Te原子价层电子数等于10,对数为5。
SO42-离子:S有6个价层电子,规定O原子不提供共用电子,加上离子电荷数2,中心S 原子价层电子数等于8,对数为4。
杂化轨道详细解说
高中化学7:杂化轨道
1、概念理解
原子在形成分子时,原子轨道不可能只重叠而本身不变,实际上个原子的价电子运动状态必然改变,而使成键能力尽可能增加,体系能量尽可能降低。能量相近的不同原子轨道重新合成相同数目的新原子轨道。通常有sp型、dsp型、spd型等。
杂化并非一个实际过程,而是一个数学概念。为了得到波动方程有关价层电子的解,及波函数而采取的一个步骤。
和原有的s、p轨道相比,杂化轨道分布图具有一个肥大的正瓣,这一区域大大有利于成键轨道之间的重叠。而且杂化轨道空间分布合理,降低了成键电子的排斥。2个方面都有利于体系能量的下降。
2、价层电子对互斥理论(VSEPR理论)对轨道形状的推测、价层电子对互斥理论(VSEPR理论):
对于一个ABm型分子(或离子),围绕中心A原子的价层对子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的空间分布是受静电相互作用所支配。电子对之间尽可能互相远离,这样斥力小,体系趋于稳定。
、A原子价层电子对数的确定:
[A原子价层电子数 + B原子提供的用于形成共价单键的电子数(双剑、三键均按生成一个单键考虑)]/2
若是阴离子,电子数要加阴离子电荷数,阳离子则要减去。
B是H或卤素元素,每个原子提供一个共用电子。
B若是是氧族元素,规定不提供共用电子。
四氯化碲TeCl4分子:Te有6个价层电子,加上4个Cl提供的共用电子,中心Te原子价层电子数等于10,对数为5。
SO42-离子:S有6个价层电子,规定O原子不提供共用电子,加上离子电荷数2,中心S原子价层电子数等于8,对数为4。
、VSEPR理论推测分子形状:
杂化轨道解释
杂化轨道解释
杂化轨道是指原子中的各个电子轨道(s、p、d等)在化学键
形成过程中重新排列和重新组合形成的一系列新的轨道。原子中的电子在形成化学键时,会发生轨道重叠,电子会重新排列在空间中形成新的轨道,这些轨道被称为杂化轨道。
杂化轨道的形成可以通过薛定谔方程进行计算。在计算过程中,原子的电子云会被重新组合成一些新的轨道,这些新的轨道与原来的轨道具有不同的性质和形状。最常见的杂化轨道包括sp、sp²和sp³轨道。
例如,在形成氨分子(NH₃)的化学键时,氮原子的一个2s
轨道和三个2p轨道会发生杂化,形成四个新的sp³杂化轨道,这四个轨道平面形成一个四面体。
杂化轨道的形成可以解释很多分子的几何结构和化学性质。通过杂化轨道的探讨,可以帮助我们理解分子中原子之间的键合和空间排列。杂化轨道理论在化学中得到广泛应用,是解释分子结构和反应机理的重要工具。
杂化轨道理论(图解)
杂化轨道理论(图解)一、原子轨道角度分布图
S Px Py Pz dz2
dx2-y2dxy dxz dyz
二、共价键理论和分子结构
㈠、共价键理论简介
1、经典的化学键电子理论:
1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实,提出各元素原子总是力图(通过得失电子或共用电子对)使其最外层具有8电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出,原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent [kǝu`veilent]bond[bכnd])。用黑点代表价电子(即最外层s,p轨道上的电子),可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构。为了方便,常用短线代替黑点,用“-”表示共用1对电子形成的共价单键,用“=”表示2对电子形成的共价双键,“≡”表示3对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子(lone[lǝun]pair[pεǝ]electron[i`lektrכn])。Lewis结构式的书写规则又称八隅规则(即8电子结构)。
评价贡献:Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。局限性:①、未能阐明共价键的本质和特性;②、八隅规则的例外很多。
PCl5SF6BeCl2BF3NO,NO2…
中心原子周围价电子数10 12 4 6 含奇数价电子的分子…
③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的(即它们在磁场中表现出磁性)例如O2。
杂化轨道_sp_sp2_sp3
杂化轨道
杂化轨道理论(hybrid orbital theory)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。
1.在成键的过程中,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,组成数目相等的新原子轨道,这种轨道重新组合的方式称为杂化(hybridization),杂化后形成的新轨道称为杂化轨道(hybrid orbital)。
2.杂化轨道的角度函数在某个方向的值比杂化前的大得多,更有利于原子轨道间最大程度地重叠,因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强(轨道是在杂化之后再成键)。
电子云的形状
3.杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布,使相互间的排斥能最小,故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间夹角不同,成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。
类型简介
理论基础
按参加杂化的原子轨道种类,轨道杂化有sp和spd两种主要类型,分为
sp杂化电子云图
sp,sp2,sp3,dsp2,sp3d,sp3d2,d2sp3,按杂化后形成的几个杂化轨道的能
量是否相同,轨道的杂化可分为等性和不等性杂化。
于1931年,鲍林提出
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。
原子的杂化轨道类型
原子的杂化轨道类型
原子是由核心部分和电子组成的。在原子中,电子围绕着核心运动,
通过化学键连接到其他原子。在量子力学中,每个电子可以被描述为
一个波函数,波函数代表电子在空间中的运动。通过对波函数的计算,我们可以了解原子中电子的运动情况,以及其中的杂化轨道类型。
杂化轨道,指的是由不同的原子轨道组成的新的轨道。通过杂化轨道
的形成,原子可以更好地适应化学键的形成,从而实现化学反应。在
实际应用中,杂化轨道一般分为三种类型:sp杂化轨道、sp2杂化轨
道和sp3杂化轨道。
1. sp杂化轨道
sp杂化轨道由一条s轨道和一条p轨道杂化而成。在sp杂化轨道中,一个s轨道和一个p轨道可以合并成一个新的sp轨道。这种轨道是线
性的,可以用于描述一些分子中的双键或三键。
2. sp2杂化轨道
sp2杂化轨道由一条s轨道和两条p轨道杂化而成。在sp2杂化轨道中,三个电子云排列在同一平面上,呈现一个三角形的形状。这种杂化轨
道常见于碳酸根离子、烯烃等分子中。
3. sp3杂化轨道
sp3杂化轨道由一条s轨道和三条p轨道杂化而成。在sp3杂化轨道中,四个电子云以四面体的形式排列,一般用于描述单键分子中的电子云
分布。
总的来说,杂化轨道的形成可以帮助我们更好地理解原子中电子的行为,也对化学反应有着重要的影响。不同杂化轨道的形成也对应着不同的分子形态和化学性质,因此杂化轨道的研究对于化学领域的发展具有重要意义。
高三化学杂化知识点总结
高三化学杂化知识点总结
化学是一门研究物质组成、性质和变化规律的科学,而在高三化学学习中,杂化是一个非常重要的知识点。本文将对高三化学中的杂化知识点进行总结,并按照适当的格式进行说明。
杂化是指原子轨道在形成共价键时重新组合的过程,是通过混合已有的电子轨道来形成新的轨道。在这个过程中,电子轨道的性质及结构发生改变,从而影响了化学性质和分子构型。杂化主要包括sp杂化、sp2杂化和sp3杂化,下面将分别进行说明。
一、sp杂化
sp杂化是指原子中的一个2s轨道和一个2p轨道混合形成的杂化轨道。这种杂化常见于线性分子,比如一氧化碳(CO)。
在sp杂化中,一个s轨道和一个p轨道通过线性组合形成两个等长等强的sp轨道。sp杂化的角度为180度,对应线性分子的形状。sp杂化轨道上的电子云分布呈现线性排列。
二、sp2杂化
sp2杂化是指原子中的一个2s轨道和两个2p轨道混合形成的杂化轨道。这种杂化常见于三角平面分子,比如亚甲基离子
(CH3+)。
在sp2杂化中,一个s轨道和两个p轨道通过线性组合形成三个等长等强的sp2轨道。sp2杂化的角度为120度,对应三角平面分子的形状。sp2杂化轨道上的电子云分布呈现平面三角形排列。
三、sp3杂化
sp3杂化是指原子中的一个2s轨道和三个2p轨道混合形成的杂化轨道。这种杂化常见于四面体分子,比如甲烷(CH4)。
在sp3杂化中,一个s轨道和三个p轨道通过线性组合形成四个等长等强的sp3轨道。sp3杂化的角度为109.5度,对应四面体分子的形状。sp3杂化轨道上的电子云分布呈现四面体排列。
杂化轨道详细解说
杂化轨道详细解说
杂化轨道是天文物理学术语,指的是某物体以夸克和引力方式运动的特定轨道。可以用高斯楔体系统来描述,这是由洛伦兹方程式和引力所建立的轨道,因此并不是真正的轨道。这种轨道被用于高精确度的星表运动解算,也被应用于地球卫星和无人机轨道轨迹计算。杂化轨道被认为是对对对象(星体或行星)运动进行模拟的最完美的方法,但只有在其非常复杂的情况下,例如兙形星系的坠落入中央星系的情况,杂化轨道才能从小 inner scale获得结果。
杂化轨道中包含的洛伦兹方程是一系列解方程,解决了一个或多个物体运动问题,其中包括引力。引力是一种由物体产生的力量,这个力量源于物体之间的相互作用,它控制着物体之间的位置和运动的方向。洛伦兹方程用数学的方式来描述引力,并且它可以计算出每个物体的轨道,而且它同时也被用在卫星轨道运行动态问题。
杂化轨道的基本原理是引力的关联,每一个将被计算的物体都会受到来自其它物体的引力影响。因此,为了计算杂化轨道,需要首先对所有相关物体中互相施加引力的过程进行模拟,并将这些物体当做一个整体处理,同时考虑每个物体产生的力。引力和速度是相关的,当引力边的物体运动速度增加,引力会更大。最后,将物体的位置和速度转换成开普勒方程并使用数值积分技术来求解杂化轨道。
杂化轨道对计算实现复杂物体运动模拟时起着重要作用,许多复杂的运动,例如星系的坠入中央星系,星际尘埃行等,都需要杂化轨道来模拟。这可以使模型更加精确,更加准确地预测物体的未来轨迹。杂化轨道也被应用于宇宙学,如研究星系形状及宇宙射线源复杂的结构。实际应用范围也包括日本和美国等各国的火星任务,用来预测他们飞行的轨道量。而地球卫星运行也需要杂化轨道来模拟。
sp杂化轨道的结构和功能
sp杂化轨道的结构和功能
杂化轨道是指在分子中一些原子轨道混合形成新的杂化轨道,这种
混合能够更好地解释一些分子的结构和性质。在分子中,SP杂化轨道
是最简单和最常见的一种杂化轨道。本文将从SP杂化轨道的结构和功
能两个方面进行讨论。
一、SP杂化轨道的结构
SP杂化轨道的结构是由一个s轨道和一个p轨道混合形成的。具体
来说,一个s轨道和一个p轨道重叠时,通过杂化形成两个等级相同的sp轨道。这两个sp轨道的能量相同,方向相对,形状也相似。其中一
个sp轨道的形状类似于一个p轨道,另一个sp轨道的形状类似于一个
半满轨道。
SP杂化轨道的结构决定了一些分子的几何构型。例如,当一个碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道进行混合时,形成了四个SP³杂化轨道。这些杂化轨道通过共价键与其他原子相连,从而形成正四面体的构型。这种结构通常在甲烷中观察到。
此外,SP²杂化轨道也是常见的一种结构。当一个碳原子的一个2s
轨道和两个2p轨道进行混合时,形成了三个SP²杂化轨道。这些轨道
排列在一个平面上,形成一个三角形的结构。这种结构通常在乙烯中
观察到。
二、SP杂化轨道的功能
SP杂化轨道的混合形成了新的轨道结构,从而影响了分子的性质和功能。
首先,SP杂化轨道能够形成更强的共价键。由于SP杂化轨道是从
一个s轨道和一个p轨道组合而成,它们比起单纯的p轨道更接近于核心,电子云的叠加效应增强。因此,SP杂化轨道能够提供更大的电子
云叠加,形成更紧密的共价键。这使得SP杂化轨道的分子通常比同一
原子数的p轨道结构更稳定。
其次,SP杂化轨道的方向性使其具有特定的空间取向。由于SP杂
杂化轨道理论(图解)
杂化轨道理论(图解)
一、原子轨道角度分布图
S Px Py Pz
dz 2
dx 2-y 2
dxy dxz dyz
二、共价键理论和分子结构 ㈠、共价键理论简介
1、经典的化学键电子理论:
1916年德国化学家柯塞尔(Kossel )和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实,提出各元素原子总是力图(通过得失电子或共用电子对)使其最外层具有8电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出,原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent [k ǝu`veilent ]bond [b כnd ])。用黑点代表价电子(即最外层s,p 轨道上的电子),可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构.为了方便,常用短线代替黑点,用“-"表示共用1对电子形成的共价单键,用“=”表示2对电子形成的共价双键,“≡"表示3对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子(lone[l ǝun ]pair[p εǝ]electron[i`lektr כn ])。Lewis 结构式的书写规则又称八隅规则(即8电子结构)。 评价 贡献:Lewis 共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与
PCl 5 SF 6 BeCl 2 BF 3
NO,NO 2
…
中心原子周围价电子数 10
12
4
6 含奇数价电子的分子 …
③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的(即它们在磁场中表现出磁性)例如O 2。
杂化轨道知识点总结归纳
杂化轨道知识点总结归纳
杂化轨道理论是描述原子中电子云轨迹的一种模型,它解释了化学键的形成和分子形状的特点。在化学中,了解和掌握杂化轨道理论是非常重要的。本文将对杂化轨道的相关知识点进行总结归纳,帮助读者更好地理解这一重要理论。
1. 引言
杂化轨道理论是由美国化学家林纳斯·鲍林(Linus Pauling)于20世纪30年代提出的。它是基于量子力学的电子波动性质,通过混合原子中的原子轨道来描述化学键的形成和分子的几何形状。
2. 杂化轨道的概念
杂化轨道是指原子轨道与其他原子轨道通过线性组合形成的新的轨道。杂化轨道的形成可以进一步解释分子的几何构型。
3. 杂化轨道的种类
常见的杂化轨道有sp、sp2和sp3三种类型。它们分别由一个原子的一个s轨道和一个或多个p轨道线性组合而成。
4. sp杂化轨道
sp杂化轨道是由一个s轨道和一个p轨道线性组合而成的。它常见于含有三键的分子,如氨分子(NH3)和甲烷分子(CH4)。
5. sp2杂化轨道
sp2杂化轨道是由一个s轨道和两个p轨道线性组合而成的。它常见于含有双键的分子,如乙烯分子(C2H4)和苯分子(C6H6)。
6. sp3杂化轨道
sp3杂化轨道是由一个s轨道和三个p轨道线性组合而成的。它常见于含有单键的分子,如甲烷分子(CH4)和乙烷分子(C2H6)。
7. 杂化轨道的形状
杂化轨道的形状决定了分子的几何构型。比如,sp杂化轨道形成的分子倾向于呈线性形状,sp2杂化轨道形成的分子倾向于呈平面三角形形状,sp3杂化轨道形成的分子倾向于呈四面体形状。
8. 杂化轨道与键的特性
高考化学:杂化轨道理论(图解)
高考化学:杂化轨道理论(图解)一、原子轨道角度
分布图
S Px
Py Pz dz2
dx2-y2dxy dxz dyz
二、共价键理论和分子结构
㈠、共价键理论简介
1、经典的化学键电子理论:
1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实,提出各元素原子总是力图(通过得失电子或共用电子对)使其最外层具有8电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出,原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent
[k?u`veilent]bond[b?nd])。用黑点代表价电子(即最外层s,p轨道上的电子),可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构。为了方便,常用短线代替黑点,用“-”表示共用1对电子形成的共价单键,用“=”表示2对电子形成的共价双键,“≡”表示3对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子
(lone[l?un]pair[pε?]e lectron[i`lektr?n])。Lewis结构式的书写规则又称八隅规则(即8电子结构)。
评价贡献:Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。局限性:①、未能阐明共价键的本质和特性;②、八隅规则的例外很多。
PCl5SF6BeCl2BF3NO,NO2…
中心原子周围价电子数10 12 4 6 含奇数价电子的分子…
③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的(即它们在磁场中表现出磁性)例如O2。
杂化轨道详细解说
高中化学7:杂化轨道
1、概念理解
原子在形成分子时,原子轨道不可能只重叠而本身不变,实际上个原子的价电子运动状态必然改变,而使成键能力尽可能增加,体系能量尽可能降低。能量相近的不同原子轨道重新合成相同数目的新原子轨道。通常有sp型、dsp型、spd型等。
杂化并非一个实际过程,而是一个数学概念。为了得到波动方程有关价层电子的解,及波函数而采取的一个步骤。
和原有的s、p轨道相比,杂化轨道分布图具有一个肥大的正瓣,这一区域大大有利于成键轨道之间的重叠。而且杂化轨道空间分布合理,降低了成键电子的排斥。2个方面都有利于体系能量的下降。
2、价层电子对互斥理论(VSEPR理论)对轨道形状的推测2.1、价层电子对互斥理论(VSEPR理论):
对于一个ABm型分子(或离子),围绕中心A原子的价层对子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的空间分布是受静电相互作用所支配。电子对之间尽可能互相远离,这样斥力小,体系趋于稳定。
2.2、A原子价层电子对数的确定:
[A原子价层电子数 + B原子提供的用于形成共价单键的电子数(双剑、三键均按生成一个单键考虑)]/2
若是阴离子,电子数要加阴离子电荷数,阳离子则要减去。
B是H或卤素元素,每个原子提供一个共用电子。
B若是是氧族元素,规定不提供共用电子。
四氯化碲TeCl4分子:Te有6个价层电子,加上4个Cl提供的共用电子,中心Te原子价层电子数等于10,对数为5。
SO42-离子:S有6个价层电子,规定O原子不提供共用电子,加上离子电荷数2,中心S原子价层电子数等于8,对数为4。
常见的杂化轨道的例子
常见的杂化轨道的例子
常见的杂化轨道的例子杂化轨道是指原子中的电子在形成化学键时,通过重新组合其原有的轨道而形成的新的轨道。这种重新组合使得电子能够更有效地参与化学反应,从而影响分子的形状和性质。以下是一些常见的杂化轨道的例子。
1. sp轨道:sp杂化轨道是最常见的一种。它由一个s轨道和一个p轨道组合而成,形成两个sp杂化轨道。这种杂化轨道常见于碳原子的化合物中,如甲烷(CH4)和乙烯
(C2H4)。在甲烷中,碳原子的一个s轨道和三个p轨道重新组合形成四个sp3杂化轨道,每个轨道都与一个氢原子形成σ键。而在乙烯中,碳原子的一个s轨道和两个p轨道重新
组合形成两个sp2杂化轨道,每个轨道与一个氢原子形成σ键,同时还有一个p轨道未杂化,形成π键。
2. sp2轨道:sp2杂化轨道由一个s轨道和两个p轨道组合而成,形成三个sp2杂化轨道。
这种杂化轨道常见于含有双键的分子,如乙烯和苯。在乙烯中,碳原子的一个s轨道和两
个p轨道重新组合形成两个sp2杂化轨道,每个轨道与一个氢原子形成σ键,同时还有一
个p轨道未杂化,形成π键。在苯中,碳原子的一个s轨道和两个p轨道重新组合形成三
个sp2杂化轨道,每个轨道与一个氢原子形成σ键,同时还有一个p轨道未杂化,形成π键。
3. sp3轨道:sp3杂化轨道由一个s轨道和三个p轨道组合而成,形成四个sp3杂化轨道。
这种杂化轨道常见于甲烷等分子中,每个碳原子的sp3杂化轨道与四个氢原子形成σ键。
杂化轨道的形成使得电子在化学反应中能够更有效地参与,从而影响分子的形状和性质。通过了解常见的杂化轨道的例子,我们可以更好地理解分子的构成和化学性质。
杂化轨道知识点总结归纳
杂化轨道知识点总结归纳
杂化轨道是化学中一个非常重要的概念,它帮助我们理解分子的几何结构和键
的性质。本文将介绍杂化轨道的基本概念,包括杂化轨道的定义、杂化方式以及杂化轨道与分子几何结构的关系。
一、杂化轨道的定义杂化轨道是指在化学键形成过程中,原子轨道通过线性组合形成的新轨道。原子轨道可以是具有不同能量和形状的s、p、d轨道,通过线
性组合,就可以得到不同的杂化轨道。
二、杂化方式 1. sp杂化:最常见的杂化方式是sp杂化,它是s轨道和p轨道
线性组合形成的。这种杂化方式常见于碳原子的化学键形成过程中。例如,在甲烷分子中,碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道进行sp³杂化,形成四个sp³杂化轨道,用于与四个氢原子形成共价键。
2.sp²杂化:sp²杂化是指一个s轨道和两个p轨道的线性组合形成的。
这种杂化方式常见于碳原子形成双键的过程中。例如,在乙烯分子中,碳原子的一个2s轨道和两个2p轨道进行sp²杂化,形成三个sp²杂化轨道,用于与两个碳原子和一个氢原子形成共价键。
3.sp杂化:sp杂化是指一个s轨道和一个p轨道的线性组合形成的。
这种杂化方式常见于碳原子形成三键的过程中。例如,在乙炔分子中,碳原子的一个2s轨道和一个2p轨道进行sp杂化,形成两个sp杂化轨道,用于与
一个碳原子和一个氢原子形成共价键。
三、杂化轨道与分子几何结构的关系杂化轨道的形成对分子的几何结构有重要的影响。根据VSEPR理论,电子对排斥趋向于最大化分离,从而使得分子的几何
结构更稳定。通过杂化轨道的形成,原子之间形成更强的共价键,使得分子的几何结构更加稳定。
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高中化学7:杂化轨道
1、概念理解
原子在形成分子时,原子轨道不可能只重叠而本身不变,实际上个原子的价电子运动状态必然改变,而使成键能力尽可能增加,体系能量尽可能降低。能量相近的不同原子轨道重新合成相同数目的新原子轨道。通常有sp型、dsp型、spd型等。
杂化并非一个实际过程,而是一个数学概念。为了得到波动方程有关价层电子的解,及波函数而采取的一个步骤。
和原有的s、p轨道相比,杂化轨道分布图具有一个肥大的正瓣,这一区域大大有利于成键轨道之间的重叠。而且杂化轨道空间分布合理,降低了成键电子的排斥。2个方面都有利于体系能量的下降。
2、价层电子对互斥理论(VSEPR理论)对轨道形状的推测2.1、价层电子对互斥理论(VSEPR理论):
对于一个ABm型分子(或离子),围绕中心A原子的价层对子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的空间分布是受静电相互作用所支配。电子对之间尽可能互相远离,这样斥力小,体系趋于稳定。
2.2、A原子价层电子对数的确定:
[A原子价层电子数 + B原子提供的用于形成共价单键的电子数(双剑、三键均按生成一个单键考虑)]/2
若是阴离子,电子数要加阴离子电荷数,阳离子则要减去。
B是H或卤素元素,每个原子提供一个共用电子。
B若是是氧族元素,规定不提供共用电子。
四氯化碲TeCl4分子:Te有6个价层电子,加上4个Cl提供的共用电子,中心Te原子价层电子数等于10,对数为5。
SO42-离子:S有6个价层电子,规定O原子不提供共用电子,加上离子电荷数2,中心S原子价层电子数等于8,对数为4。
2.3、VSEPR理论推测分子形状:
判断非过渡元素化合物的分子(或离子)的几何构型是相当成功的。价层电子对数在4以内,未发现例外;价层电子对数为5、6时,发现个别例外;价层电子对数为7以上时,中心不单一,出入较大;步骤:1、确定中心原子的价层电子对数
2、确定价层电子对对应的最佳分布构型:2直线、3平面三角、4正四面体、5三角双锥体、6正八面体。
3、依据价层电子对相互作用斥力大小选出最稳定布局。依此布局将配位原子排列在中心原子周围。
电子对之间斥力大小:孤-孤>孤-成>成-成
按照力学分析,很好理解。
2个同等力作用1个点,稳定结构是直线,夹角180度。
3个同等力作用1个点,稳定结构是平面,夹角120度。
4个同等力作用1个点,稳定结构是(正四面体、平面正方体等),正四面体夹角109.5度。
5个同等力作用1个点,稳定结构是三角双锥体
6个同等力作用1个点,稳定结构是正八面体
3、常见的sp杂化轨道
3.1、sp1杂化轨道:
同层2个sp原子轨道(部分sp轨道)重新整合成2个等价轨道(2个轨道最合理的结构是组成一个平面,夹角180度,只能是直线型)。同层2个电子,进行化合时,2个电子重新分布,
典型化合物氯化铍BeCl2
3.2、sp2杂化轨道:
同层3个sp原子轨道(部分sp轨道)重新整合成3个等价轨道(3个轨道最合理的结构是组成一个平面,夹角120度)。
同层2个电子,进行化合时,2个电子重新分布,
典型化合物氯化铍BeCl2
3.3、sp3杂化轨道:
同层4个sp原子轨道(全部sp轨道)重新整合成4个等价轨道(立体上,4个轨道最合理的结构是组成正四面体,夹角109.5度,当有孤对电子时,由于作用力改变,夹角有稍小)。
同层4个电子,C元素,等性杂化。典型化合物甲烷CH4,进行化合时,4个电子重新分布。
同层5个电子,N元素,不等性杂化。典型化合物甲烷NH3,进行化合时,5个电子重新分布。其中2个电子已经占有1个轨道,能量稍低,称孤对电子。另外3个轨道形成3个N-H键。孤对电子对其他3个轨道斥力较强,使3个键的夹角为107.3度。
同层6个电子,O元素,不等性杂化。典型化合物甲烷H2O,进行
化合时,6个电子重新分布。其中4个电子已经占有2个轨道,能量稍低,称孤对电子。另外2个轨道形成2个O-H键。孤对电子对其他2个轨道斥力较强,使2个键的夹角为105度左右。
杂化轨道判断公式如下:(括号内为举例,以下均以CO2为例)
k=m+n
当k=2 sp杂化
k=3 sp2杂化
k=4 sp3杂化
其中n值为ABn中的n,与中心原子结合的原子数(此时n是CO2中的2)(中心原子:按字面意思理解,就是分子形成是被当做中心的原子,CO2的中心原子为C)
m=(e-nd)/2
m:孤电子对数(指未成键电子)
e:中心原子价电子数(价电子数就是最外层电子数,C碳的e=4)
n:和上面的n是同一个值
d:与中心原子结合的原子最多能接收的电子数(与中心原子结合的原子指O氧原子,最外层差2 个电子排满,此处d=2)
于是,CO2的k=2+(4-2*2)/2=2
故CO2是sp杂化
必须是ABx型才弄用此判断方法,金刚石Sp3 正四面体石墨sp2 平面六边形需要记住
SO32-,中心原子S提供6个电子,氧不提供,两个负电荷等于两个电子,所以电子数为8,即为4对,sp3杂化
硫酸根,分析步骤同上,也是sp3
碳酸根,C提供4个,氧不提供,加两个负电荷,6电子,3对,sp2杂化
硝酸根,N提供5个,氧不提供,加一个负电荷,6电子,3对,sp2杂化
中心原子杂化轨道类型
一、根据分子的空间构型判断
根据杂化轨道理论,中心原子轨道采取一定的杂化方式后,其空间构型和键角如下:
杂化轨道类型杂化轨道空间构型键角
sp 直线形180°
sp2 平面三角形120°
sp3 正四面体109.5°
由此,可以根据分子的空间构型或键角来判断中心原子轨道的杂化方式。
例如一些常见的简单分子的结构都是熟
悉的,C2H2、CO2为直线型分子,键角为180°,推断其C 原子的杂化轨道类型为sp;C2H4 、C6H6为平面型分子,键角为120°,推断其C 原子的杂化轨道类型为sp2;CH4、CCl4为正四面体,键角109.5°,推断其C 原子的杂化轨道类型为sp3。
还可以扩展到以共价键形成的晶体,如:已知金刚石中的碳原子、晶体硅和石英中的硅原子,