CB21a sp和sp2杂化轨道的形成

目标:● 解释术语“杂化”; ● 解释多种可能的杂化组合。

如果我们不了解轨道的杂化和重组,那么我们就会认为化合物BeH2 含有两个不同的Be-H键:一个由Be的2s轨道形成,另一个由2p轨道形成。然而实际上,BeH2分子是含有两个相同的化学键的线形分子。

碳的情况也是这样。碳原子含有 两个未成对的电子,因此只能够形成两个键。而实际上碳可以形成四个键。这可以通过原子轨道的杂化或重组来解释。这里将说明三种类型的杂化:sp, sp2 和sp3

sp 杂化:
一个s轨道和一个p轨道(1)组合(2)形成了两个相同的轨道(3)。 这些轨道称为sp杂化轨道。这种转变不会伴随任何能量变化,只是轨道或波函数的简单线性重组。

 

  两个sp杂化轨道位于x轴上,而且相互之间呈180°角(线形4)。 每个轨道的体积更大的叶瓣与另一个轨道的相应部分相互作用可导致有效重叠。成键时获得的能量是杂化现象的根源。

sp杂化: 每个原子有2个sp杂化轨道。

例如:C 原子

sp2杂化:
如果一个s轨道和两个p轨道(1)相组合(2),可形成三个相同的sp2杂化轨道(3)。它们相互间以120°角分布于同一个平面内(三角形4)。
sp2杂化:每个原子有3个sp2杂化轨道。
例如:C 原子


重点:
杂化轨道是原子轨道。它们当然可以像s和p原子轨道那样重叠形成分子轨道。杂化轨道的叶瓣仅仅在空间取向上不同,因此可以实现更有效重叠。