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軌道雜化理論 電子軌道雜化理論

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軌道雜化理論 電子軌道雜化理論

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大家好,小問來為大家解答以上問題 。電子軌道雜化理論，軌道雜化理論這個很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧！
1、雜化軌道理論（hybrid orbital theory)是1931年舉例 雜化軌道理論由鮑林(Pauling L)等人在價鍵理論的基礎上提出，它實質上仍屬于現代價鍵理論 ， 但是它在成鍵能力、分子的空間構型等方面豐富和發展了現代價鍵理論 。
2、 [編輯本段]要點在成鍵的過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中幾個能量相近的不同類型的原子軌道（即波函數） ， 可以進行線性組合，重新分配能量和確定空間方向，組成數目相等的新原子軌道，這種軌道重新組合的方式稱為雜化（hybridization),雜化后形成的新軌道稱為雜化軌道（hybrid orbital) 。
3、雜化軌道的角度函數在某個方向的值比雜化前的大得多，更有利于原子軌道間最大程度地重疊，因而雜化軌道比原來軌道的成鍵能力強（軌道是在雜化之后再成鍵） 。
4、電子云的形狀雜化軌道之間力圖在空間取最大夾角分布，使相互間的排斥能最小，故形成的鍵較穩定 。
5、不同類型的雜化軌道之間夾角不同 ， 成鍵后所形成的分子就具有不同的空間構型 。
6、 [編輯本段]類型按參加雜化的原子軌道種類 ， 軌道雜化有sp和spd兩種主要類型，分為sp雜化電子云圖sp,sp2,sp3,dsp2,sp3d,sp3d2,d2sp3,按雜化后形成的幾個雜化軌道的能量是否相同，軌道的雜化可分為等性和不等性雜化 。
7、于1931年 ， 鮑林提出一個原子中的幾個原子軌道經過再分配而組成的互相等同的軌道 。
8、原子在化合成分子的過程中 ， 根據原子的成鍵要求，在周圍原子影響下，將原有的原子軌道進一步線性組合成新的原子軌道 。
9、這種在一個原子中不同原子軌道的線性組合，稱為原子軌道的雜化 。
10、雜化后的原子軌道稱為雜化軌道 。
11、雜化時 ， 軌道的數目不變，軌道在空間的分布方向和分布情況發生改變 。
12、組合所得的雜化軌道一般均和其他原子形成較強的σ鍵或安排孤對電子，而不會以空的雜化軌道的形式存在 。
13、在某個原子的幾個雜化軌道中，全部由成單電子的軌道參與的雜化 ， 稱為等性雜化軌道；有孤對電子參與的雜化，稱為不等性雜化軌道 。
14、雜化軌道具有和s，p等原子軌道相同的性質，必須滿足正交，歸一性 。
15、價鍵理論對共價鍵的本質和特點做了有力的論證，但它把討論的基礎放在共用一對電子形成一個共價鍵上 ， 在解釋許多分子、原子的價鍵數目及分子空間結構時卻遇到了困難 。
16、例如C原子的價電子是2s22p2，按電子排布規律 ， 2個s電子是已配對的，只有2個p電子未成對，而許多含碳化合物中C都呈4價而不是2價，可以設想有1個s電子激發到p軌道去了 。
17、那么1個s軌道和3個p軌道都有不成對電子，可以形成4個共價鍵，但s和p的成鍵方向和能量應該是不同的 。
18、而實驗證明：CH4分子中，4個C-H共價鍵是完全等同的，鍵長為114pm，鍵角為105° 。
19、BCl3，BeCl2，PCl3等許多分子也都有類似的情況 。
20、為了解釋這些矛盾 ， 1928年Pauling提出了雜化軌道概念，豐富和發展了的價鍵理論 。
21、他根據量子力學的觀點提出：在同一個原子中，能量相近的不同類型的幾個原子軌道在成鍵時，可以互相疊加重組，成為相同數目、能量相等的新軌道，這種新軌道叫雜化軌道 。
22、sp3雜化電子云圖C原子中1個2s電子激發到2p后，1個2s軌道和3個2p軌道重新組合成4個sp3雜化軌道[1]，它們再和4個H原子形成4個相同的C-H鍵，C位于正四面體中心，4個H位于四個頂角 。
23、雜化軌道種類很多，如三氯化硼(BCl3)分子中B有sp2雜化軌道，即由1個s軌道和2個p軌道組合成3個sp2雜化軌道 ， 在氯化鈹(BeCl2)中有sp雜化軌道，在過渡金屬化合物中還有d軌道參與的sp3d和sp3d2雜化軌道等 。
24、以上幾例都是闡明了共價單鍵的性質，至于乙烯和乙炔分子中的雙鍵和三鍵的形成，又提出了σ鍵和π鍵的概念 。
25、如把兩個成鍵原子核間聯線叫鍵軸 ， 把原子軌道沿鍵軸方向“頭碰頭”的方式重疊成鍵，稱為σ鍵 。
26、把原子軌道沿鍵軸方向“肩并肩”的方式重疊 ， 稱為π鍵 。
27、例如在乙烯(C2H4)分子中有碳碳雙鍵(C=C) ， 碳原子的激發態中2px，2py和2s形成sp2雜化軌道，這3個軌道能量相等，位于同一平面并互成120℃夾角，另外一個2pz軌道未參與雜化，位于與平面垂直的方向上 。
28、碳碳雙鍵中的sp2雜化如下所示 。
29、這3個sp2雜化軌道中有2個軌道分別與2個H原子形成σ單鍵，還有1個sp2軌道則與另一個C的sp2軌道形成頭對頭的σ鍵，同時位于垂直方向的pz軌道則以肩并肩的方式形成了π鍵 。
30、也就是說碳碳雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵組成，即雙鍵中兩個鍵是不等同的 。
31、π鍵原子軌道的重疊程度小于σ鍵 ， π鍵不穩定，容易斷裂，所以含有雙鍵的烯烴很容易發生加成反應，如乙烯(H2C=CH2)和氯(Cl2)反應生成氯乙烯(Cl—CH2—CH2—Cl) 。
32、乙炔分子(C2H2)中有碳碳三鍵(HC≡CH)，激發態的C原子中2s和2px軌道形成sp雜化軌道 。
33、這兩個能量相等的sp雜化軌道在同一直線上，其中之一與H原子形成σ單鍵，另外一個sp雜化軌道形成C原子之間的σ鍵 ， 而未參與雜化的py與pz則垂直于x軸并互相垂直，它們以肩并肩的方式與另一個C的py，pz形成π鍵 。
34、即碳碳三鍵是由一個σ鍵和兩個π鍵組成 。
35、這兩個π鍵不同于σ鍵，軌道重疊也較少并不穩定 ， 因而容易斷開，所以含三鍵的炔烴也容易發生加成反應 。
36、VSEPR(價電子層互斥模型)通過成鍵電子對數與孤電子對數可判斷中心原子雜化模型 ， 成鍵電子對數：ABn中n的值；孤電子對數：（A價電子數-A成鍵電子數）/2 。
37、價電子對總數即兩者之和，如價電子對總數為2時為sp雜化（直線形），為3時為sp2雜化（平面三角形） ， 為4時為sp3雜化（四面體），5——sp3d（三角雙錐），6——sp3d2（八面體） 。
38、而成鍵電子對數與孤電子對數的不同使得分子的幾何構型不同 。
39、軌道的相互疊加過程叫原子軌道的雜化 。
40、原子軌道疊加后產生的新的原子軌道叫雜化軌道 。
41、⑴ 在形成分子（主要是化合物）時，同一原子中能量相近的原子軌道 (一般為同一能級組的原子軌道) 相互疊加（雜化）形成一組的新的原子軌道 。
42、⑵ 雜化軌道比原來的軌道成鍵能力強，形成的化學鍵鍵能大，使生成的分子更穩定 。
43、由于成鍵原子軌道雜化后，軌道角度分布圖的形狀發生了變化（形狀是一頭大，一頭?。?nbsp;， 雜化軌道在某些方向上的角度分布 ， 比未雜化的p軌道和s軌道的角度分布大得多，它的大頭在成鍵時與原來的軌道相比能夠形成更大的重疊，因此雜化軌道比原有的原子軌道成鍵能力更強 。
44、⑶ 形成的雜化軌道之間應盡可能地滿足最小排斥原理（化學鍵間排斥力越小，體系越穩定） ， 為滿足最小排斥原理, 雜化軌道之間的夾角應達到最大 。
45、⑷ 分子的空間構型主要取決于分子中σ鍵形成的骨架，雜化軌道形成的鍵為σ鍵，所以，雜化軌道的類型與分子的空間構型相關 。
46、兩個P軌道形成的大π鍵雜化類型有1）sp雜化同一原子內由一個ns軌道和一個np軌道發生的雜化，稱為sp雜化 。
47、雜化后組成的軌道稱為sp雜化軌道 。
48、sp雜化可以而且只能得到兩個sp雜化軌道 。
49、實驗測知，氣態BeCl2中的鈹原子就是發生sp雜化，它是一個直線型的共價分子 。
50、Be原子位于兩個Cl原子的中間，鍵角180° ， 兩個Be－Cl鍵的鍵長和鍵能都相等2）sp2雜化同一原子內由一個ns軌道和二個np軌道發生的雜化 ， 稱為sp2雜化 。
51、雜化后組成的軌道稱為sp2雜化軌道 。
52、氣態氟化硼（BF3）中的硼原子就是sp2雜化，具有平面三角形的結構 。
53、B原子位于三角形的中心 ， 三個B－F鍵是等同的，鍵角為120°（3）sp3雜化同一原子內由一個ns軌道和三個np軌道發生的雜化，稱為sp3雜化，雜化后組成的軌道稱為sp3雜化軌道 。
54、sp3雜化可以而且只能得到四個sp3雜化軌道 。
【軌道雜化理論 電子軌道雜化理論】55、CH4分子中的碳原子就是發生sp3雜化，它的結構經實驗測知為正四面體結構 ， 四個C－H鍵均等同 ， 鍵角為109°28′ 。
56、這樣的實驗結果，是電子配對法所難以解釋的，但雜化軌道理論認為，激發態C原子（2s12p3）的2s軌道與三個2p軌道可以發生sp3雜化，從而形成四個能量等同的sp3雜化軌道 。
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