杂化轨道理论 史上最易理解杂化轨道理论(图解）

一、原子轨道角分布图

、不能解释某些分子的性质。含有不成对电子的分子通常是顺磁性的，例如O2。

2.1927年，德国的海·海特勒和美国德国的伦敦·伦敦两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论。1931年，鲍林提出了基于电子配对的杂化轨道理论的概念，并于1954年获得诺贝尔化学奖。

3.从1928年到1932年，德国的洪特·匈牙利和美国的穆利肯两位化学家提出了分子轨道理论。马立肯因建立和发展分子轨道理论获得1966年诺贝尔化学奖。

MO方法和VB方法是两种根本不同的物理方法，它们都是对电子运动状态的近似描述。它们在某些条件下是等价的。

O 2 ：2 O原子电子组态 1 s 2 2 s 2 2 p 4 →O 2 ，8×2=16个电子， 外层电子：12个电子，KK 2 2 2 2 2 1 1

MO理论认为价电子为12，其中

成键电子， 2 2 2 2总共有8个电子

反键电子， 2 1 1总共有4个电子

- - -

σ单键，3个电子π键，3个电子π键

σ+π 3 +π 3，因为每个π 3只相当于半个键，所以键级为2。虽然键能级与传统价键理论的结论一致，顺磁性可以用分子轨道理论满意地解释，但价键理论不能。

⑵混合轨道的特点

几个杂化轨道具有相同的能量；②形成的杂化轨道数等于原始原子轨道数；③杂化轨道的空之间的延伸方向是确定的；④混合轨道的组成:每个混合轨道的分量之和为1；对于参与杂化的每个原子轨道，所有杂化轨道中的分量之和为1。

① sp杂化轨道:一个ns轨道与一个np轨道杂化形成两个sp杂化轨道。BeCl 2的成键过程和Be原子的杂化。两个sp杂化轨道之间的夹角为180°，并且空之间的构型是线性的。

②.SP 2杂化轨道:一个原子的一个nS轨道和两个nP轨道杂化形成三个等价的SP 2杂化轨道。三个sp 2杂化轨道相互形成120度，SP 2杂化形成一个平面正三角形分子。比如BCl 3的成键过程和B原子的杂化。

③ SP 3杂化轨道:一个原子的一个s轨道和三个p轨道杂化形成四个等价的SP 3杂化轨道。四个sp 3杂化轨道形成109.5，SP 3杂化形成规则四面体分子。比如CH 4的成键过程和C原子的杂化。

BeCl 2是共价化合物，是气态的二聚体 2。当温度较高时，二聚体解离成单体BeCl 2，在1273K时完全解离，固体BeCl 2具有无限长的链结构。在BeCl 2 中，Be是sp杂化和线性的。在二聚体 2 中，Be是SP 2杂种。在固体BeCl 2中，Be是SP 3杂种。

线型:CO 2，BeCl 2，+，HgCl 2，ZnCl 2，HC≡CH；

平面三角形:BF 3，SO 3 ，NO-3，CO 2- 3，H 2 C=CH 2 ；

正四面体:CH 4，SO 2- 4，SiF 4，NH 4+，Zn4]2+；ClO 4-，MnO-4，MnO 2-4；

平面正方形: 2+， 2-，2-；

三角形双锥形状:PCl 5、；

四方锥:sb5；

八角形:SF 6， 3-，FeF 3- 6，AlF 3-6；；

五边形双锥:if 7；

⑷等长杂交和s-p型不等长杂交

等杂化:将不同类型的原子轨道“混合”并重组为一组完全相同的杂化轨道的过程称为等杂化，形成的轨道就是等杂化轨道。每个混合轨道都有相同的形状和能量。

条件:如果成键原子间参与杂化的原子轨道上的电子数等于杂化轨道数，且与之键合的原子完全相同，则杂化等于杂化。比如CH _ 4和CCL _ 4 …与同种类原子键合在中心原子上，分子呈高度对称的正四面体构型，其中四个SP _ 3杂化轨道没有区别，这就叫等杂化。

②不等杂化:将不同类型的原子轨道“混合”并重组为一组不完全相同的杂化轨道的过程称为不等杂化，形成的轨道就是不等杂化轨道。如果原子轨道中有孤对参与杂化，杂化轨道的形状和能量就不完全相同。

条件:ⅰ。成键原子间参与杂化的原子轨道中的电子数等于杂化轨道数，但与之键合的原子并不完全相同，所以它们的杂化是不等杂化。例如，CHCl 3和cpcl2... ⅱ.由于参与杂化的原子轨道中的电子数多于杂化轨道，部分杂化轨道必然会被孤对占据，而孤对占据的杂化轨道比单电子占据的杂化轨道含有稍大的S分量，更靠近中心原子的原子核，对键合的电子对有一定的排斥作用，参与键合的杂化轨道具有更多的P轨道特征。这时，虽然与它们键合的原子完全相同，但它们的混血儿是不相等的。如H 2 O中的O和NH 3中的N与CH4中的C相同，采用SP 3杂交。但由于H ^ 2o和NH 3分子中保留孤对，四个杂化轨道中只有一部分参与成键，属于不等杂化，因此分子的形状是不对称的。

杂化是否相等取决于每个杂化轨道的能量是否相等，而不是不参与杂化的轨道的能量。

H2O“v”形，NH 3和H2o三角锥形，CHCl 3和CH 2 Cl 2，CH 3 Cl变形四面体形…

②乙烯分子中的C原子与2S轨道、2Px轨道和2Py轨道杂化，SP 2杂化轨道为平面正三角形。两个键合的C原子与一个SP 2杂化轨道相互重叠形成一个C-C-Cσ键，两个SP 2杂化轨道分别与两个H原子的1S轨道形成两个C-H σ键。这五个σ键的对称轴都在同一个平面上。每个c原子剩余的2Pz轨道相互平行重叠，形成π键。

③乙炔分子中的C原子被具有2S轨道和2Px轨道的SP杂化，SP杂化轨道为线性。两个键合的C原子相互重叠，一个SP杂化轨道形成C-C-Cσ键，另一个SP杂化轨道分别与两个H原子的1S轨道形成两个C-H σ键。这三个σ键的对称轴都在同一条线上。每个c原子剩余的2Py和2Pz轨道，两个2Py和两个2Pz平行重叠，形成两个π键。

弯曲键:杂化轨道最大值的方向通常与键轴方向相同，形成圆柱对称的σ键，但有时最大值的方向与分子中两个键合原子连线的方向不同。例:环丙烷的键角为60°，而碳原子通过sp 3杂化轨道键合，轨道间的夹角为109.5°。可以看出，轨道的最大堆积面积在三角形之外，此时形成的σ键由于弯曲而没有围绕键轴的圆柱对称性，这种弯曲的σ键称为弯曲键。四面体的P 4分子中也有弯曲键。

附录:一些元素化合物的分子结构

免责声明:

本文部分信息来源于网络文章，无法保证所有信息、文字、图形、链接等项目的绝对准确性和完整性，仅供访问者参考。如果您认为本文某部分内容涉嫌侵权，请立即告知，我们将尽快更正或删除。以上声明解释权归本微信官方账号所有。如有相关法律解释，以中国法律解释为基准。如有争议，以我方所在地司法部门为限。谢谢你。