化学键与分子结构杂化轨道
化学键的性质与杂化轨道的构型
化学键的性质与杂化轨道的构型化学键是连接两个或多个原子的力，它们的性质直接影响到物质的性质与反应。
而杂化轨道是描述化学键形成过程中原子轨道混合的一种理论模型，它能够解释分子的几何形状和键的性质。
化学键的性质主要包括键长、键能和键角。
键长是指相邻原子核之间的距离，一般用实验方法测定。
键能则是指在分子中形成化学键所释放出的能量，它决定了化学反应的热效应。
键角则是指连接在一起的原子围绕着中心原子的夹角，它决定了分子的几何形状和分子的极性。
而杂化轨道是描述原子轨道重新组合形成的一组新的轨道，这些新轨道能够与其他原子进行重叠形成化学键。
杂化轨道的构型取决于中心原子的电子数和连接的原子数。
主要有sp、sp²、sp³、sp³d、sp³d²等不同种类的杂化轨道。
其中，sp杂化轨道表示s轨道与一个p轨道混合产生的两个杂化轨道；sp²杂化轨道表示s轨道与两个p轨道混合产生的三个杂化轨道；sp³杂化轨道表示s轨道与三个p轨道混合产生的四个杂化轨道；而sp³d和sp³d²杂化轨道则分别表示s轨道、三个p轨道和一个或两个d轨道混合产生的五个或六个杂化轨道。
杂化轨道的构型与分子的几何形状密切相关。
例如，当中心原子的杂化轨道为sp³杂化时，它能够形成四个等角的sp³杂化轨道，使得分子呈现四面体形状；而当中心原子的杂化轨道为sp²杂化时，它能够形成三个等角的sp²杂化轨道，使得分子呈现平面三角形形状。
这些杂化轨道的构型决定了分子的稳定性和化学性质，进一步影响到分子的结构和反应行为。
综上所述，化学键的性质与杂化轨道的构型密切相关。
了解化学键的性质和杂化轨道的构型能够帮助我们更好地理解分子的结构和反应机理，为化学研究和应用提供重要的理论基础。
化学键与分子结构杂化轨道
前面我们对共价键的讨论都是在路易斯学说的基础上进行 的，给了我们一些有价值的概念. 但有关共价键的许多疑问都无 法得到回答：
● 电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在什么关系？ ● 怎样解释形成双键和叁键的原子间共享 2 对、3 对电子？ ● 能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何形状？
解决了这些问题才能揭示成键本质
34
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37
C30Cl10
C40Cl10 C50Cl10
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C50 Cl10可能的结构
D5h
D5h
C5v
D5d
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C50 Cl10的立体结构模拟图
Su-Yuan Xie (谢素原), Fei Gao (高飞), Xin Lu (吕鑫),
Rong-Bin Huang (黄荣彬), … …, Lan-Sun Zheng (郑兰
2p sp2
hybridization three sp2 hybrid orbital
Hybrid orbital
Formation of the covalent bonds in BCl3
20
21
22
23
24
25
离域 键（ 键）
定 义：多个原子上相互平行的 p 轨道连贯重叠 在一起构成一个整体， 而 p 电子在这个 整体内运动所形成的键.
Pauling 求助“杂化概念”建立了新
的化学键理论－－杂化轨道理论.
●原子轨道为什么可以杂化？
●原子轨道为什么需要杂化？
●如何求得杂化轨道的对称轴间
10
的夹角？
（1）基本要点 ● 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道 ——杂化轨道 ● 杂化前后轨道数目不变 ● 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变
有机化学中的杂化轨道和分子轨道理论
有机化学中的杂化轨道和分子轨道理论有机化学是研究有机化合物结构、性质和反应的学科。
在有机化学中，杂化轨道和分子轨道理论扮演着重要的角色，帮助我们理解有机分子的电子结构和化学性质。
本文将介绍杂化轨道和分子轨道理论的基本概念、原理和应用。
一、杂化轨道理论杂化轨道理论是描述原子轨道混合形成杂化轨道的一种理论。
它可以用来解释有机分子的几何形状和化学键的性质。
杂化轨道是由具有不同能量和方向的原子轨道线性组合而成的新轨道。
具体来说，杂化轨道理论主要包含以下几个重要概念：1. 原子轨道的混合：在形成杂化轨道的过程中，原子轨道会发生混合。
例如，sp杂化是指s轨道和p轨道的线性混合，形成新的、方向确定的杂化轨道。
2. 杂化轨道的性质：杂化轨道与混合的原子轨道具有不同的能量和方向。
sp杂化轨道具有线性形状，sp2杂化轨道具有三角形平面形状，sp3杂化轨道具有四面体形状等。
3. 化学键的形成：杂化轨道理论可以解释化学键的形成。
例如，碳原子的sp3杂化轨道能够与其他原子的轨道重叠形成σ键，sp2杂化轨道能够形成σ键和一个π键，sp杂化轨道能够形成两个σ键和两个π键等。
4. 杂化轨道的数量：杂化轨道的数量取决于原子的杂化方式和与之相连的其他原子。
例如，碳原子通过sp3杂化可以形成四个碳-碳σ键，形成一个立体化的分子。
二、分子轨道理论分子轨道理论是描述分子中电子分布的一种理论。
它通过将原子轨道线性组合而成的分子轨道来描述分子的电子结构和性质。
具体来说，分子轨道理论主要包含以下几个重要概念：1. 原子轨道的线性组合：原子轨道通过线性组合形成分子轨道。
通过线性组合，原子轨道可以形成成键轨道和反键轨道，进而解释分子键和反键的形成。
2. 分子轨道能级：分子轨道具有不同的能级，类似于原子轨道的能级。
分子轨道能级的数量与参与形成分子的原子数目有关。
3. σ和π分子轨道：分子轨道可以分为σ和π轨道。
σ轨道是高对称性的轨道，电子分布在分子轴上，而π轨道则是较低对称性的轨道，电子分布在分子平面上。
化学原理[4]化学键与分子结构-2
![化学原理[4]化学键与分子结构-2](https://img.taocdn.com/s3/m/2b692b22c77da26924c5b049.png)
4.3 等性杂化和不等性杂化
等性杂化：参与杂化的原子轨道都为具有不成 对电子的轨道。
sp3杂化轨道中，每个sp3杂化轨道都是等 同的，都含有1/4的s和3/4的p轨道的成分。
不等性杂化：参与杂化的原子轨道不仅包含不 成对电子的轨道，也包含成对电子的轨道。
NH3，H2O
4.4 杂化轨道理论的应用
杂化轨道理论可以解释分子的空间构型， 但是一个分子究竟采取哪种类型的杂化轨道， 多数情况下难以预言。
ClO3- 离子，Cl原子的杂化类型？ PCl6-离子，P原子的杂化类型？
1940年西奇威克(N. V. Sidgwick) 和鲍威 尔(H. W. Powell) 提出了价层电子对互斥理论 (VSEPR)。
sp3杂化：CH4分子的形成 1个ns轨道与3个np轨道组合产生4个sp3杂
化轨道，每个sp3轨道含1/4 s，3/4 p轨道成分。
激发 2p 2s
杂化
成键 + 4H sp3 杂化轨道
2p 2s
CH4分子
4个sp3轨道间的夹角为109.5
注意点：
1. 原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程 中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化。
根据斥力规则确定孤对电子的位置，分 子的空间构型为成键电子对的空间构型。
由于孤对电子只受一个原子的吸引，电 子云偏向中心原子，对其它价电子有更强的 排斥作用，而使键角和分子构型有所改变。
例： CH4 NH3 H2O
C N:
(2s22p3) O (2s22p4)
::
例题：试用VSEPR理论推断下列离子的几何构型： I3-、ICl2+、TlI43-、CO32-、ClO3-、SiF5-、PCl6-
C2H4(sp2杂化）
杂化轨道理论在无机化学中的应用
杂化轨道理论在无机化学中的应用杂化轨道理论是无机化学中的重要理论之一，它描述了原子核周围的电子在形成化学键时如何重新组合其轨道。
本文将探讨杂化轨道理论在无机化学中的应用，并就其在配位化合物、晶体结构和反应机制等方面进行具体分析。
1. 杂化轨道理论简介杂化轨道理论最早由保罗·迪拉克提出，旨在解释化学键的形成和分子的几何结构。
该理论认为，原子核周围的电子通过重新组合其自身的轨道，形成能够在化学键形成中发挥作用的新轨道，即杂化轨道。
杂化轨道可以分为sp、sp2和sp3等不同类型，每种类型对应于不同的轨道重叠方式和几何结构。
2. 杂化轨道理论在配位化合物中的应用配位化合物是无机化学中的重要研究对象，杂化轨道理论在解释其结构和性质方面发挥着关键作用。
以d轨道杂化为例，过渡金属离子的d轨道可以与配位体的p轨道重叠形成配位键。
通过杂化轨道理论，我们可以预测配位化合物的几何构型、配位键的强度和配位体的配位方式。
3. 杂化轨道理论在晶体结构中的应用晶体结构是无机化合物中的另一个重要方面，杂化轨道理论可以解释晶体中的离子排列和离子键的形成。
根据杂化轨道理论，由s轨道和p轨道杂化而来的sp3杂化轨道可以形成简单离子键，从而解释晶体中的离子排列；而由d轨道和p轨道杂化而来的杂化轨道则可以形成复杂离子键，使得晶体结构具有更复杂的几何形态。
4. 杂化轨道理论在反应机制中的应用杂化轨道理论不仅可以解释化学键的形成和结构，还可以揭示化学反应的机制。
例如，在配位反应中，原有的配体与金属离子的配位键断裂，新的配体与金属离子形成配位键。
通过杂化轨道理论，我们可以分析和预测反应中的中间体和过渡态，并进一步理解反应机制。
综上所述，杂化轨道理论在无机化学中的应用非常广泛，无论是在配位化合物、晶体结构还是反应机制的研究中，都发挥着重要作用。
杂化轨道理论的应用不仅能够帮助我们理解无机化学现象的本质，还对材料科学和催化化学等领域的发展具有重要意义。
化学化学键与分子结构
化学化学键与分子结构化学键与分子结构化学键是化学反应发生的基础，它决定了分子的结构及其性质。
本文将围绕化学键和分子结构展开讨论，以加深对化学键与分子结构的理解。
一、离子键离子键是由正离子和负离子之间的电荷相互作用形成的键。
正离子失去了一个或多个电子，而负离子获得了一个或多个电子。
这种相互作用力使得离子彼此紧密结合。
典型的例子是氯化钠（NaCl），钠离子和氯离子通过离子键结合在一起。
离子键通常具有高熔点和良好的导电性。
二、共价键共价键是两个或更多原子间由电子共享形成的键。
共价键的形成使得原子围绕着共享电子形成稳定的分子。
单个共价键由一个电子对形成，而双键由两个电子对形成。
共价键的强度取决于电子对在共享中的有效吸引力和原子核的排斥力。
水分子（H2O）是一个典型的例子，其中氧原子和两个氢原子通过共价键结合在一起。
三、金属键金属键是在金属元素之间形成的特殊化学键。
金属中的原子失去了自己的外层电子并形成正离子，这些正离子在电子“海洋”中运动。
金属键由正离子和自由电子之间的吸引力形成，使得金属具有高熔点、良好的导电性和塑性。
例如，钠的晶体结构由钠离子和自由电子形成。
四、杂化轨道与分子形状杂化轨道是由单个原子轨道混合而成的新轨道。
这种混合可以解释分子的形状。
通过杂化，原子轨道的朝向和能量可以改变，从而适应共价键的形成。
sp轨道是一种常见的杂化形式，其中s轨道和p轨道混合形成。
sp3杂化形成四面体形状的分子，如甲烷（CH4），而sp2杂化形成三角形平面形状的分子，如乙烯（C2H4）。
五、共振结构共振结构是指分子中原子位置的不同方式的表示。
共振结构通过解释分子的稳定性和化学反应提供了有价值的信息。
共振结构从而使电子分布更加均匀。
苯分子（C6H6）是一个经典的例子，它可以用两种不同的共振结构式表示。
六、分子几何结构对性质的影响分子的几何结构直接影响其化学性质。
例如，线性分子通常具有较小的极性，而非线性分子则具有较大的极性。
第2章化学键与分子结构
第2章化学键与分子结构第2章化学键与分子结构习题一、思考题1.什么叫共价键的饱和性和方向性？为什么共价键具有饱和性和方向性，而离子键无饱和性和方向性？2.举例说明什么是σ键，什么是π键？它们有哪些不同？3.价键理论和分子轨道理论的基本要点是什么？4.s、p原子轨道主要形成哪几种类型的杂化轨道？中心原子利用上述杂化轨道成键时，其分子构型如何？5.实验测定BF3为平面三角形，而[BF4]－为正四面体形。
试用杂化轨道的概念说明在BF3和[BF4]－中硼的杂化轨道类型有何不同？6.试用分子轨道表示式写出O2+的电子构型。
7.分子间力有几种？各种力产生的原因是什么？试举例说明极性分子之间、极性分子和非极性分子之间以及非极性分子之间的分子间力。
在大多数分子中以哪一种分子间力为主？8.何为极性分子和非极性分子？分子的极性与化学键的极性有何联系？9.分子间力的大小对物质的物理性质有何影响？10.什么叫做氢键？哪些分子间易形成氢键？形成氢键对物质的性质有哪些影响？11.氢键与化学键有何区别？与一般分子间力有何区别？12.下列各化合物中分子间有氢键的有哪几种？C2H6，NH3，C2H5OH，H3BO3，CH4。
13.写出下列物质的晶体类型：SO2，SiC，HF，KCl，MgO。
14.晶体有几种类型？确定晶体类型的主要因素是什么？各种类型晶体的性质有何不同？15.根据下列物质的性质，判断它们是属于何种类型的晶体。
（1）CaCO3晶体的硬度高，在1173K时尚未熔融就已分解。
（2）B的硬度极高，熔点为2573K，导电性很差。
（3）SnCl4熔点为240K，沸点为387K16.要使BaF2，F2，Ba，Si晶体熔融，需分别克服何种作用力？二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）1.共价键的重叠类型有σ键π键两种。
（）2.NH3和BF3都是4原子分子，所以二者空间构型相同。
（）3.He2的分子轨道表示式为（σ1s)2（σ1s*)2。
高考化学物质结构--返璞归“真”之化学键、杂化轨道、分子构型
结构化学 探秘寻真课题 ：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型12010(H 2C CH C N)spsp 2322011IBF 3F-B-FBBF 3NaFNaBF 4 BF 4120º sp 232011IBN42011 H 2O O HO H52011H + H 2OH 3O + H 3O +H 3O + H-O-H H 2OH-O-Hsp 3 H 2OOH 3O + O62012 I H 2SeH 2S (“”“”) SeO 3SO 3272012Ni28 NiCON 2COσπC 1:282012(H 2C=O) Ni(CH 3OH )CO-C-H(“”“”“”O-C-Hsp 392013BCl 3XY nBXX 102013II FK + Fe 3+K 3FeF 6[FeF 6]3F结构化学探秘寻真课题：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型11I:C-C C-H C-O Si-Si Si-H Si-O /kJ·mol-1356413336226318452SiH4CH4Si-H12sp2sp sp2NH4BF1mol NH4BF mol2()C C142pm C C154pmC C C Csp3sp2σπp-CS C CSCO172Cr2O27+3CH3CH2OH+16H++13H2O2O)6]3++3CH3COOH CH3COOH C1mol CH3COOHσH2O()H2O CH3CH2OHsp3sp27N A(7×6.02×1023)H2F+H2O CH3CH2OH课题 ：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型18F NaOH OF 2 OF 2V sp IC4GeCl 4GeBr 4GeI 4 /-49.5 26 146 /83.1186400GeCl GeBr GeI 421(“”“”)3(“”“”)NH33)6]SO[Ni(NH 3)6]SO 4Ni 2+NHNI Ge GeGe C CGesp 3 Geσπ AsCl As3sp sp 3课题：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型252017I CO2CH3OH C CO2 (CO2+3H2===CH3OH+H2O)4sp sp3H2O>CH3OH>CO2>H2H2O CH3OH H2O CO2H2CO2π(π46)262017I K Cr K CrK272017I X I3AsF6I3+I3+V sp282017(b)SiX4PbX2(c)SiX4F Cl Br I __________________________SiX4PbX2F Cl Br I PbX2________________(σπsp2SiX4292017()1molσsp2sp39N A3课题：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型编写∣孙向东47.5302017III Mn(NO3)2σπ(π46) 312018I LiAlH4LiAlH4LiAlH4()sp3ABA B σCπD322018IIH2S S8FeS2SO2SO3H2SO4/85.5115.2>600()75.516.810.3/60.3444.610.045.0337.0(a)S8(b)S(a)(b)S823332018II H2S SO2SO3________H2S342018SO42NO3() O3()N2σπn(σ)n(π)sp3NO21:2 352018III ZnF2(872)__________(ZnCO3)ZnCO3C sp2 362019II As N As NH3NH3sp课题 ：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型编写 ∣孙向东47.6372019I(H 2NCH 2CH 2NH 2)Mg 2+ Cu 2+________(Mg 2+Cu 2+)3 3 NCu 2+382019 III FeCl 3FeCl 3Fe( )( )( 5.9 )(184.4 )(95.0 )(110.6 )______________________ NH 4H 2PO 4PO2p4sp 3 σ392019SO 24[Cu(OH)4]2________()(O sp 3 sp 2402020IIINH 3BH 3N B3NH 3BH 3 + 6H 2O===3NH 4++ B 3O 63 + 9H 2B 3O 63BNH 3BH 3NH H δ+BHH δ-NH 3BH 3 ()NH 3BH 3NH 3BH 3N sp 3 sp 2 N>H>B CH 3CH 3H δ+ H δ−sp sp课题：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型412019MnCl2NH3[Mn(NH3)6]Cl2NH3N sp3422019SO42()Cu 2+OH-[Cu(OH)4]2[Cu(OH)4]2()O sp3sp2432020I P43sp442020CdSnAs2Sn A Sn Cl2SnCl4SnCl4SnCl4NH3PH3AsH3()Cd2+1molmol NNH3AsH3PH3AsH3PH3NH3NH3PH3AsH361452020CH3OH CH3OHsp3课题：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型462020[Fe(H2O)6]2+Fe2+()NH3NH4+()1molσmol O sp3CH4SiH47472021I[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+NH3H2O PH3PH3P NH3PH3H2O NH3N O Cl6sp3NH3NH3H2OH2O482021III SiSiCl4SiSiCl4s p d dsp2sp3d sp3d2SiCl4(H2O)SiCO2σπ3s23p2sp322课题 ：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型492021 KH 2PO 4 H 3PO 2PPO 43sp 3 SiF 4 SO 2F 2502021SiX 4 SiX 4SiF 4 SiCl 4 SiBr 4 SiI 4/K 183.0 203.2 278.6 393.7 /K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 SiF 4 SiCl 4SiBr 4 SiI 4 () SiX 4SiCl 4 SiX 4512021SiCl 4N-(N- H C N1M 2+σsp 2 sp 3 N>C>H 54522021O F Cl OF 2OF 2Cl 2O XeFXeF 2 XeF 2XeF 2()A spB sp 2C sp 3D sp 3dF>O>Cl (V) OF 2 Cl 2O Cl 2OCl 2O5D532021 g-C 3N 4cda.b. c.π d.542021CO 321sp NO 3)M 2+2结构化学 探秘寻真课题 ：“返璞归真”—化学键、杂化轨道、分子构型552021 g-C 3N 4g-C 3N 4 CNN ( N ) O Og-C 3N 4(OPCN) OPCNsp 223 C 3N 3O562022BBH 3B 2H 6B 2H 6B(NH 3BH 3)()(H 3BO 3)(NaBH 4) BH 4sp 3 N C 2H 6 109°28′11。
杂化轨道在化学键形成中的作用
杂化轨道在化学键形成中的作用杂化轨道是描述原子中电子云在共价键形成时的状态的概念。
通过混合（杂化）原子轨道可以得到新的形成稳定共价键所需的轨道，从而解释了分子的几何形状，以及不同键的强度和方向性。
在化学键形成中，杂化轨道起着重要的作用。
1. 引言化学键是原子间电子云的重叠形成的，它决定了化合物的性质和反应性。
杂化轨道理论为我们提供了解释和预测分子几何结构的工具。
本文将阐述杂化轨道在化学键形成中的作用及其应用。
2. 杂化轨道的概念和原理杂化轨道是指在共价键形成中，原子的原有轨道（s、p）通过线性组合形成新的、形状和能量改变的轨道。
这种轨道由于混合了不同的原子轨道而具有新的性质，能够适应分子的几何结构。
根据混合的原子轨道不同，可以分为sp、sp2、sp3等不同类型的杂化轨道。
3. 杂化轨道与分子几何构型的关系杂化轨道的形成和分子的几何构型密切相关。
以四面体构型的CH4为例，碳原子通过sp3杂化形成四个等效的sigma轨道，与四个氢原子形成σ键。
这种杂化轨道的形成使得分子具有了平衡的构型。
4. 杂化轨道与键的强度和方向性杂化轨道的形成还决定了化学键的强度和方向性。
以sp杂化轨道为例，它形成了与sp杂化轨道重叠的σ键，具有很高的键能。
另外，由于sp杂化轨道的方向性，它们能够提供更好的重叠，增强分子间的相互作用。
5. 杂化轨道与共振效应共振效应是一种电子分布能够在共轭体系中自由移动的现象。
通过杂化轨道，共振能够更好地解释化合物的性质。
例如，苯分子通过sp2杂化轨道形成了3个σ键和1个π键，而π键上的电子能够以共振的形式在苯环上自由移动，增强了分子的稳定性和性质。
6. 杂化轨道在化学反应中的应用杂化轨道的概念和理论不仅解释了化学键的形成，还在化学反应的研究和应用中发挥了重要作用。
例如，通过分析反应物和产物中的杂化轨道，可以预测反应机理和反应中间体的形成。
7. 结论杂化轨道是描述原子间化学键形成的重要理论。
通过混合原子轨道，杂化轨道可以适应各种分子几何结构，并决定化学键的强度和方向性。
杂化轨道与分子的电子结构
杂化轨道与分子的电子结构杂化轨道和分子的电子结构之间存在着紧密的联系。
杂化轨道是一种由原子轨道混合形成的轨道，用于描述分子中的化学键。
在分子形成的过程中，原子间的原子轨道相互作用会引发电子重新组合，产生新的杂化轨道。
杂化轨道的形成对于分子的化学性质和结构有着重要影响。
1. 杂化轨道的概念杂化轨道是一种由不同类型的原子轨道混合形成的轨道。
原子轨道的混合可以是s轨道与p轨道的混合，也可以是s轨道与d轨道的混合，甚至是三个或多个不同类型的原子轨道的混合。
通过混合原子轨道，形成的杂化轨道能够更好地适应分子的几何构型。
2. sp杂化轨道sp杂化轨道是最常见的一种杂化轨道。
它是由一个s轨道和一个p轨道混合而成。
例如，碳原子在形成四个共价键的时候，会将2个s轨道和2个p轨道混合形成4个sp3杂化轨道。
这使得碳原子能够形成四个等价的共价键，如在甲烷分子中。
3. 电子结构与杂化轨道杂化轨道的形成是为了使得分子的电子结构更加稳定。
通过混合原子轨道，杂化轨道能够提供更多的轨道叠加，使得电子能够更好地分布在分子中。
这种重新分布电子的方式能够提高分子的稳定性，并影响分子的形状和化学性质。
4. 杂化轨道与化学键杂化轨道的形成是化学键的基础。
共价键是由两个原子之间电子的共享形成的。
通过杂化轨道，原子能够将其原子轨道重新组合，形成与其他原子轨道相互重叠的区域，从而实现电子共享。
这种电子共享形成了分子的化学键，用以连接分子中的各个原子。
5. 杂化轨道与分子几何构型杂化轨道的形成对于分子的几何构型有着重要的影响。
杂化轨道的类型决定了分子中原子的排列方式。
例如，sp3杂化轨道形成四个等价的共价键，使得分子呈现出四面体的构型，如甲烷分子。
而sp2杂化轨道形成三个等价的共价键，分子则呈现平面三角形的构型，如乙烯分子。
总结：杂化轨道是由原子轨道混合形成的轨道，用于描述分子中的化学键。
杂化轨道的形成使得分子的电子结构更加稳定，并且对于分子的几何构型和化学性质有着重要影响。
杂化轨道与化学键的长度的关系
杂化轨道与化学键的长度的关系杂化轨道和化学键的长度在化学领域中是一个重要的研究课题。
尽管一开始这两个概念看似毫无关联，然而在分子结构和化学反应中，它们之间存在着密切的联系。
本文将探讨杂化轨道与化学键长度之间的关系，并解释这种关系对于化学反应和分子性质的影响。
一、杂化轨道的定义与类型在化学中，杂化轨道是指由原子轨道混合形成的新的轨道。
通过混合原子轨道，杂化轨道能够更好地解释一些分子形状和键角的现象。
杂化轨道主要有sp、sp2和sp3三种类型。
1. sp杂化轨道：sp杂化轨道由一个s轨道和一个p轨道混合而成，形成两个新的sp杂化轨道。
典型的例子是sp杂化的碳原子。
在sp杂化中，一个s轨道和一个p轨道混合，形成两个平面上的sp轨道，分别与两个其他原子形成σ键。
2. sp2杂化轨道：sp2杂化轨道由一个s轨道和两个p轨道混合而成，形成三个新的sp2杂化轨道。
典型的例子是sp2杂化的碳原子。
在sp2杂化中，一个s轨道和两个p轨道混合，形成三个平面上的sp2轨道，其中两个与其他原子形成σ键，第三个轨道上带有一个未配对电子。
3. sp3杂化轨道：sp3杂化轨道由一个s轨道和三个p轨道混合而成，形成四个新的sp3杂化轨道。
典型的例子是sp3杂化的碳原子。
在sp3杂化中，一个s轨道和三个p轨道混合，形成四个空间上的sp3轨道，分别与其他原子形成σ键。
二、杂化轨道长度对化学键的影响杂化轨道的长度与化学键的长度息息相关。
化学键的长度是指相邻两个原子之间的距离，它受到共价键的强度和杂化轨道的角度等因素的影响。
1. 杂化轨道的角度：杂化轨道的角度决定了化学键的长度。
杂化轨道的角度越小，相邻两个原子之间的距离越短，化学键越紧密。
例如，sp杂化的碳原子形成的碳碳单键具有较短的键长，因为两个sp杂化轨道的角度为180度，使得两个碳原子能够更加接近。
2. 杂化轨道的空间分布：杂化轨道的空间分布也对化学键的形成和长度产生影响。
在sp3杂化的碳原子中，四个sp3杂化轨道的空间排列呈三角锥状，使得四个化学键能够尽量平分立体角，从而使碳原子之间的化学键较长。
杂化与分子轨道的区别
杂化与分子轨道的区别杂化与分子轨道是化学中两个重要的概念，它们描述了原子之间的化学键的形成以及分子的电子结构。
尽管两者都与化学键有关，但它们在概念和应用上有着明显的区别。
首先，杂化描述了原子轨道如何混合形成新的杂化轨道，以适应化学键的形成。
正常情况下，一个原子的电子分布是通过原子轨道来描述的，例如2s、2p等。
然而，在某些情况下，原子需要重新调整其电子结构以形成化学键。
这就是杂化发生的地方。
通过混合原子轨道，新的杂化轨道形成，具有更适合键合的形状和能量。
杂化轨道的数量与原子中参与杂化的原子轨道数量相同。
例如，当碳原子形成四个共价键时，它的2s和三个2p轨道混合形成四个等价的sp3杂化轨道。
分子轨道则描述了整个分子系统中的电子分布。
分子轨道是通过对所有原子轨道进行线性组合而得到的，其中包括杂化轨道和未杂化的原子轨道。
分子轨道可以分为成键轨道和反键轨道。
成键轨道是电子密度较高的轨道，负责形成化学键，而反键轨道则是电子密度较低的轨道，对化学键的形成没有贡献。
分子轨道的数量取决于原子数和电子数。
在应用上，杂化主要用于描述和预测分子的几何形状和键角。
根据杂化理论，不同杂化方式会导致不同的分子几何构型，如线性、三角形、四面体等。
杂化还可以用于解释一些化学性质，如亲电性和亲核性的差异。
分子轨道则更多地用于分子的能量计算和化学反应的预测。
通过计算分子轨道能量和电子密度分布，我们可以理解分子的化学性质、反应机理以及当外界条件改变时分子的行为。
综上所述，杂化和分子轨道都是描述化学键和分子电子结构的重要概念，但在概念和应用上有所区别。
杂化主要描述原子轨道的混合形成新的轨道，用于解释分子的几何形状和一些化学性质。
分子轨道则是通过所有原子轨道的线性组合得到的，用于计算分子的能量和预测化学反应。
杂化轨道理论
SP
1 1 S P 2 2
1800
SP2
平面 1 2 S P 120 0 三角 3 3 形
SP3
1个S和3个 个 和 个 P(形成 个SP3 形成4个 形成 杂化轨道) 杂化轨道
1 3 S P 4 4
1090 28′
四面 体 (正) 正
化学键与物质结构
提问： 提问： 1、H2S中的硫是以什么方式杂化并形成 、 中的硫是以什么方式杂化并形成 分子的？ 分子的？ sp3不等性杂化 2、PCl3中的磷是以什么方式杂化并形成 、 分子的？ 分子的？ sp3不等性杂化
19:06
化学键与物质结构
小 结
杂化 类型 杂化轨道 参与杂化轨道 所含成分 1个S和1个 个 和 个 P(形成 个SP 形成2个 形成 杂化轨道) 杂化轨道 1个S和2个 个 和 个 P(形成 个SP2 形成2个 形成 杂化轨道) 杂化轨道 夹角
①
几何 构型 分子空间构型 实例 BeCl2, HgCl2, CO2… BF3, NO-3 … SO2, NO2 … CH4 NH3 H2 O 直线型 直线 B—A—B 型 等性SP 等性 2 孤=0 三角形 不等SP 不等 2 孤=1角形 角形 等性SP 等性 3 孤=0 四面体 不等SP 不等 3 孤=1 三角锥 孤=2 角形
Sp2
化 2p
化学键与物质结构 乙烯的形成
化学键与物质结构 3、Sp3杂化 、 CH4
CH4: 正四面体型，键角109̊28’。 正四面体型，键角 。 激发 2p 2s 2s Sp3杂化 Sp3杂化轨道 2p
化学键与物质结构 Sp3杂化
1 4
S
3 4
P
化学键与物质结构 CH4的形成
CH4 常见的sp 杂化物质有： 常见的 3杂化物质有：NH3、H2O和有机物中的 和有机物中的 烷烃
化学键的杂化与杂化轨道的构成
化学键的杂化与杂化轨道的构成化学键是化学物质中原子之间的相互作用，负责连接和稳定分子的结构。
化学键的形成是由原子轨道之间的相互重叠所引起的，而杂化与杂化轨道则是在形成化学键过程中的重要概念。
一、杂化的概念及原理杂化是指原子内部价电子轨道的混合，形成新的杂化轨道，使得这些轨道能够更有效地重叠，从而形成化学键。
杂化的主要原理是通过混合不同类型的原子轨道，形成一组相同类型的杂化轨道。
常见的杂化类型有sp、sp2、sp3等。
1. sp杂化sp杂化是最常见和最简单的杂化，例如碳原子在与其他原子形成化学键时常用到的sp杂化。
在sp杂化中，一只s轨道和一只p轨道进行线性组合，形成两只sp杂化轨道。
sp杂化轨道形状呈线性，角度为180度。
这种杂化常见于碳原子四价键、炔烃中的碳碳键等。
2. sp2杂化sp2杂化是在碳原子与三个原子形成化学键时常见的杂化类型，最典型的例子是芳香化合物中的碳原子。
在sp2杂化中，一个s轨道和两个p轨道进行线性组合，形成三只sp2杂化轨道。
它们处于同一平面上，形成120度的角度。
这种杂化常见于双键、三键等。
3. sp3杂化sp3杂化是碳原子与四个原子形成化学键时常见的杂化类型，也是最常见的杂化类型。
在sp3杂化中，一个s轨道和三个p轨道进行线性组合，形成四只sp3杂化轨道。
它们呈现四面体的排列，形成109.5度的角度。
这种杂化类型常见于饱和化合物中的碳碳单键。
二、杂化轨道的构成杂化轨道的构成与杂化类型密切相关，每一种杂化类型所形成的杂化轨道数量与原先参与杂化的原子轨道数量相等。
1. sp杂化轨道的构成sp杂化轨道是由一个s轨道和一个p轨道线性混合形成的，因此只有两个原子轨道参与混合，最后形成两个sp杂化轨道。
2. sp2杂化轨道的构成sp2杂化轨道是由一个s轨道和两个p轨道线性混合形成的，因此有三个原子轨道参与混合，最后形成三个sp2杂化轨道。
3. sp3杂化轨道的构成sp3杂化轨道是由一个s轨道和三个p轨道线性混合形成的，因此有四个原子轨道参与混合，最后形成四个sp3杂化轨道。
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。
例如，在甲烷分子中，碳原子的四个sp³杂化轨道呈现出四面体的几何结构，使得四个氢原子均匀分布在碳原子周围。
这种排列方式最大化了电子对之间的排斥，使分子处于稳定状态。
在乙烯分子中，碳原子的三个sp²杂化轨道呈现出平面三角形的几何结构，使得两个碳原子之间形成双键，形成共面的平面结构。
高中化学知识点复习-化学键、分子结构与性质
化学键 分子结构与性质1．共价键的键参数及类型共价键⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧特征：方向性和饱和性键参数⎩⎪⎨⎪⎧ 键长越长，键能越小，键越不稳定键角决定分子立体结构类型⎩⎪⎨⎪⎧成键方式⎩⎪⎨⎪⎧ σ键：电子云头碰头重叠π键：电子云肩并肩重叠极性⎩⎪⎨⎪⎧极性键：A—B非极性键：A—A 配位键：一方提供孤电子对，另一方提供 空轨道说明：σ键和π键的数目⎩⎪⎨⎪⎧共价单键：σ键共价双键：1个σ键，1个π键共价三键：1个σ键，2个π键2．与分子结构有关的三种理论 (1)杂化轨道理论①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。
②杂化轨道类型与分子构型的关系。
(2)价层电子对互斥理论①基本观点：分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。
②价电子对数的计算价电子对数＝成键电子对＋中心原子的孤电子对数＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的电子数×m ±电荷数2③价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用。
(3)等电子原理①基本观点：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。
②实例：SO 2－4、PO 3－4为等电子体，其中心原子均采用sp 3杂化，离子构型均为正四面体形。
3．化学键的极性与分子极性的关系4.三种作用力及对物质性质的影响(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。
(2)CS2分子中，共价键的类型有____________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子____________。
(3)磷和氯反应可生成组成比为1∶3的化合物，该化合物的立体构型为________________，中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)[2015·全国卷Ⅱ，37(4)]化合物D2A(Cl2O)的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________。
高三化学第2章 分子结构 现代价键理论 杂化轨道理论 分子轨道理论
第2章分子结构[教学要求]1．掌握离子键和共价键的基本特征和它们的区别。
2．掌握价键理论，杂化轨道理论。
3．掌握分子轨道理论的基本内容。
4．了解分子间作用力及氢键的性质和特点。
[教学重点] 1．VSEPR 2．VB法3．MO法[教学难点] MO法[教学时数] 6学时[主要内容]1．共价键：价键理论－电子配对法（本质，要点，饱和性，方向性，类型σ键、π键）。
2．VSEPR：价电子互斥理论的提出，价电子互斥理论的基本要点以及用价电子互斥理论分析各类分子和原子团的空间构型。
3．杂化轨道理论：杂化轨道理论的提出，杂化轨道理论的基本要点，杂化轨道的类型-sp、spd 等各种类型及举例。
4．分子轨道理论：分子轨道理论的基本要点，分子轨道的能级图，实例-同核：H2、He、O2、F2、N2；异核：NO、HF。
5．共价键的属性：键长，键角，键能，键级。
6．分子间的作用力和氢键。
[教学内容]上一章主要研究的是原子的结构与性质，本章进一步讨论原子同原子之间和分子之间靠什么力结合在一起？分子有什么性质？具体的讲2-1 路易斯结构式一、弗兰克兰结构式到19世纪时，化学家们已经知道了许多分子的成分，如氯化氢HCl、水H2O、二氧化碳CO2、氨NH3等，并用短棍线“—”的形式来描述分子中原子之间的相互结合“1价”，还总结出一些规律。
其中英国化学家弗兰克兰和瑞典化学家贝采尼乌斯贡献较大。
这些表达方式，在我们中学化学课本中还在沿用。
二、路易斯结构式1916年美国的著名化学家（加里福尼亚大学教授）路易斯利用原子结构知识对弗兰克兰结构式的短棍线“—”进行了解释，即“—”代表一对共用电子对，= 代表两对共用电子对，≡代表三对共用电子对，并进一步提出了键合电子和孤对电子的概念以及分子结构稳定性的“八隅律”—原子倾向于通过共用电子对使它们的最外层达到稀有气体的8电子稳定构型。
1923年路易斯进一步将化合物分子中两个原子在一起的共享电子对称为共价键，从而建立了路易斯共价键理论。
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?]electron[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。
２、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。
1931年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954年诺贝尔化学奖。
３、1928年－1932年马利肯由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。
MO法和VB法是两种根本不同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在一定条件下它们具有等价性。
杂化轨道理论(图解)
杂化轨道理论(图解)、原子轨道角度分布图、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?]electron[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。
２、1927 年德国的海特勒Heitler 和美籍德国人的伦敦London 两位化学家建立了现代价键理论，简称VB 理论( 电子配对法 )。
1931 年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954 年诺贝尔化学奖。
３、1928 年－1932 年，德国的洪特(F.Hund) 和美国的马利肯(R.S.Mulliken) 两位化学家提出分子轨道理论，简称MO 理论。
马利肯(R.S.Mulliken) 由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966 年诺贝尔化学奖。
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Formation of the covalent bonds in CH4
12
13
14
在sp3及其他杂化轨道中，还存在着“不等性杂化”，即杂化后 的轨道中填充的有中心原子的孤电子对. 这样我们就可以解释象水 和氨这样的分子结构了.
NH3中N 原子采取 sp3 不等性杂化
sp3杂化
Configuration of N Hybrid orbital
n m
形成条件： ● 参与成键的原子应在一个平面上，而且每个原子 都能提供1个相互平行的 p 轨道 ● n<2m 作 用：“离域能”会增加分子的稳定性；影响物质的理化性质
26
O
O
4 3
O
O3 的分子结构
27
其他例子：
NO3-
6 4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCO3=
6 4
N2O4 N
sp2
8 5
28
29
30
价键理论
前面我们对共价键的讨论都是在路易斯学说的基础上进行 的，给了我们一些有价值的概念. 但有关共价键的许多疑问都无 法得到回答： ● 电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在什么关系？ ● 怎样解释形成双键和叁键的原子间共享 2 对、3 对电子？ ● 能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何形状？
OCO
51
The End
52
34
35
36
37
C30Cl10
C40Cl10
C50Cl10
38
C50 Cl10可能的结构
D5h
D5h
C5v
39
D5d
C50 Cl10的立体结构模拟图
40
Su-Yuan Xie (谢素原), Fei Gao (高飞), Xin Lu (吕鑫), Rong-Bin Huang (黄荣彬), … …, Lan-Sun Zheng (郑兰 荪), Science, 2004, 304, 699
in ground state
HNH 107ο 18'
Valence bond pictures of NH3
15
Formation of the covalent bonds in NH3
16
H2O中O原子采取 sp3 不等性杂化
sp3
2p
2s
Configuration of O in ground state
4
p－p
p－ p
σ键示意图
π键成键方式
PH3
7
配位键（共价键里的一种特殊形式）
形成条件：成键原子一方提供孤对电子，另一方 提供空轨道.
BF4
F
CO
NH
H
4
FBF
F
2s 2p
8
CO
2s 2p
2 2
HNH
2
1
H
2s22p3
（3）共价键的特征
● ● 结合力的本质是电性的
sp2
three sp2 hybrid orbital
2s2p轨道
Configuration of B in ground state
Hybrid orbital
Formation of the covalent bonds in BCl3
20
21
22
23
24
25
离域 键（
键 ）
定 义：多个原子上相互平行的 p 轨道连贯重叠 在一起构成一个整体， 而 p 电子在这个 整体内运动所形成的键. 表示符号：
解决了这些问题才能揭示成键本质
1
8.6.1 共价作用力的本质和共价键的特点
（1）价键理论(valence bond theory)基本观点 两个中性原子相互接近时,不复存在离子键中离子正、负电荷 间的强吸引力，其他作用力则依然存在.形成化学键，能量曲线需 要形成一个“势井”.如何实现？
H2分子的形成
具有饱和性（是指每种元素的原
子能提供用于形成共价键的轨道数是一 定的） 例如： H Cl H O
N
N
H
● 具有方向性（是因为每种 元素的原子能提供用于形成 共价键的轨道是具有一定的 方向，满足最大重叠要求。）
9
8.6.2
杂化轨道（hybrid orbital ）
上面介绍的 s 轨道与 p 轨道重叠方式并不能解释大多数多原子分 子中的键长、键角和成键数目. 例如, 如果 H2O 和 NH3 分子中的 O －H 键和 N－H 键是由 H 原子的 1s 轨道与 O 原子和 N 原子中单 电子占据的2p 轨道重叠形成的，HOH 和 HNH 键角应为 90°；事 实上, 上述两个键角各自都远大于90°. CH4的C原子形成4个键。
46
47
48
●另外还存在 d 轨道参加的 s-p-d 杂化轨道
sp3d
The five sp3d hybrid orbitals and their trigonal bipyramidal geometry
sp3d2
49
The six sp3d2 hybrid orbitals and their octahedral geometry
显然，上面的图形反映出两原子间通过共用电子对相连形成分 子，是基于电子定域于两原子之间，形成了一个密度相对大的电子 云（负电性），这就是价键理论的基础. 因此，共价键的形成条件为： ◆ 键合双方各提供自旋方向 相反的未成对电子 ◆ 键合双方原子轨道应尽可能最大程度地重叠 ◆ 能量最低原理
2
3
(2)共价键的键型
sp3 杂化
Hybrid orbital
HOH 104 30 '
Valence bond pictures of H2O
17
Formation of the covalent bonds in H2O
18
19
● sp2杂化轨道
2p 2s
excited
2p 2s
hybridization
由于共价键在形成时各个原子提供的轨道类型不同，所以形成
的共价键的键型也有不同. 例如：有σ 键，π 键和 键等.本章 只要求熟知前两种. ◆σ键：重叠轨道的电子云密度沿键轴方向的投影为圆形，表明 电子云密度饶键轴（原子核之间的连线）对称. 形象的 称为“头碰头”.
s－ s
s－ p
◆ π键：重叠轨道的电子云密度饶键 轴不完全对称. 形象的称为 “肩并肩”.
dsp2杂化轨道
平面正方形
Ni(NH3)4+2
Cu(NH3)4+2
d2sp3 和dsp3杂化轨道
18电子规则
50
试用杂化轨道理论解释下面问题： ● NH3、H2O 的键角为什么比 CH4 小？CO2 的键角为何是180°？ ● 在 BCl3 和 NCl3 分子中，中心原子的氧化数和配体数都相同， 为什么两者的空间分子结构却不同？ ● 在 sp2 和 sp 杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？各举一例！ 例如 SO2 和 CO
●轨道成分变了
●轨道的能量变了
●轨道的形状变了
结果是更有利于成键！
11
(2) 杂化形式 ● sp3杂化轨道 2p 2s
excited
2p 2s
sp3
hybridization four sp3 hybrid orbital
Configuration of C in ground state Hybrid orbital
价电子总数 分子或离子
键类型
19 ClO2
18 O3
4 3
17 NO2
16 CO2
4 2个 3
5 3
3 3
表 示 式
O Cl O ..
.
OOO
O NO
32
1996年度 Nobel Prize in Chemistry
Harold Kroto, Robert Curl and Richard Smalley
Sumio Iijima (飯島 澄男, born in May 2, 1939) is a Japanese physicist.
Dr. Sumio Iijima
13CNMR
谱
41
42
43
44
45
● sp杂化轨道
2p 2s
excited
Configuration of Be in ground state
2p
2p
sp
2s
hybridization
two sp hybrid orbital
Hybrid orbital
H－Be－H
Formation of the covalent bonds in BeH2
31
Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E.. C60: buckminsterfullerene. Nature (London, United Kingdom) (1985), 318(6042), 162-3.
Pauling 求助“杂化概念”建立了新
的化学键理论－－杂化轨道理论.
●原子轨道为什么可以杂化？ ●原子轨道为什么需要杂化？ ●如何求得杂化轨道的对称轴间 的夹角？
10
（1）基本要点 ● 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道