sp雜化

sp雜化

sp軌道雜化是基於軌道雜化理論的一個重要分支,是一種比較常見的軌道雜化方式。sp雜化可以而且只能得到兩個sp雜化軌道。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。每個sp軌道的形狀都是一頭大,一頭小。根據理論推算,這兩個sp雜化軌道正好互成180°,亦即在同一直線上。在形成分子時,由於原子的相互影響,若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來,重新組合成一組新的軌道,這種軌道重新組合的過程叫做雜化。

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。雜化後組成的軌道稱為sp雜化軌道。sp雜化可以而且只能得到兩個sp雜化軌道。

sp雜化sp雜化

實驗測知,氣態BeCl2是一個直線型的共價分子。Be原子位於兩個Cl原子的中間,鍵角180°,兩個Be-Cl鍵的鍵長和鍵能都相等:

Cl-Be-Cl(sp1雜化)

基態Be原子的價層電子構型為2s2,表面看來似乎是不能形成共價鍵的。但雜化理論認為,成鍵時Be原子中的一個2s電子可以被激發到2p空軌道上去,使基態Be原子轉變為激發態Be原子(2s12p1):

與此同時,Be原子的2s軌道和一個剛躍進的電子的2p軌道發生sp雜化,形成兩個能量等同的sp雜化軌道:

其中每一個sp雜化軌道都含有 軌道和 軌道的成分。每個sp軌道的形狀都是一頭大,一頭小。成鍵時,都是以雜化軌道大的一頭與Cl原子的成鍵軌道重疊而形成兩個σ鍵。根據理論推算,這兩個sp雜化軌道正好互成180°,亦即在同一直線上。這樣,推斷的結果與實驗相符。(此處注意,BeCl2的分子構型不止sp雜化一種,還可以以sp2雜化而形成二聚體,也可以以sp3雜化形成多聚體,其分子構型不一定為直線型。)

此外,周期表ⅡB族Zn,Cd,Hg元素的某些共價化合物,其中心原子也多採取sp雜化。

注意兩點:

(1)原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發生;

(2)能量相近通常是指:ns與np、ns,np與nd或(n-1)d。在形成分子時,由於原子的相互影響,若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來,重新組合成一組新的軌道,這種軌道重新組合的過程叫做雜化。

sp雜化例子、CO2 (sp雜化) 、 C2H4(sp2雜化)CH4(sp3雜化)

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