三、杂化轨道理论 1.要点: ◆成键时,原子中能量相近的不同原子轨道可以相互混 合,重新组成新的原子轨道(杂化轨道) 形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目 杂化轨道空间伸展方向会改变,轨道有更强的方向性 和更强的成键能力。 ◆不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不同,由此 决定了分子的空间几何构型不同
三、杂化轨道理论 ♣ 不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不同，由此 决定了分子的空间几何构型不同。 1. 要点： ♠ 成键时，原子中能量相近的不同原子轨道可以相互混 合，重新组成新的原子轨道（杂化轨道） ♥ 形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目 ♦ 杂化轨道空间伸展方向会改变，轨道有更强的方向性 和更强的成键能力
2.杂化轨道的类型 (1)sp杂化 口+口→□ 2sp 一个s轨道、一个p轨道杂化形成二个等的sp杂化轨道 以气态BeC2为例 枓 promote Be [he]↑ Be hybridize taranee hybridize s orbital p orbital Two sp hybrid sp hybrid orbitals orbitals around the nucleus two sp hybrids on B
2. 杂化轨道的类型 以气态BeCl2为例 (1) sp 杂化 一个s 轨道、一个 p 轨道杂化形成二个等同的 sp 杂化轨道 □ + □ → s + p → 2sp
(2)sp2杂化 一个轨道和二个p轨道杂化,产生三个等同的p2杂 化轨道,s2杂化轨道间夹角120°,呈平面三角形。 以BF3为例 1↑1 B [He] i N hv hybridize B [Hel sp i 2s three sp sp- hybrid orbitals 2p orbitals
一个s轨道和二个p轨道杂化，产生三个等同的sp2杂 化轨道，sp2杂化轨道间夹角120º，呈平面三角形。 以BF3为例 (2) sp2杂化：
(3)sp3杂化:轨道间夹角10928,四面体结构。 等性gp3杂化CH4 不等性3杂化NH3分子三角锥形,107° H2O分子是V型,104930 ↑↑↑↑ CHel且 -p:hybridize C [Hel Q C 109.5 four sp. hybrid orbitals CHa
等性sp3杂化 CH4 不等性sp3杂化 NH3 分子三角锥形，107º H2O 分子是V型， 104º30 (3) sp3杂化：轨道间夹角109º28，四面体结构
NH lone pair available for bonding Promote 111 H H 1区11 H 1s2 2 Hybridize 1s Sp hyb orbitals (tetrahedral HO lone pairs available for bonding H ls 2 sp H sps hybrid orbitals (tetrahedral)
NH3 H2O sp3 sp3
(4)其它杂化类型:dsp2 dsp'd'sp spd sp'd2 内层轨道 外层d轨道 过渡元素(n-1)mp主族元素 nsnpnd ↑↑↑ PCl杜 P 3 S spd hybrid a.o.S cl trigona irami S spod hybrid a.o.s F-SaF octahedral
sp3d sp3d 2 内层d轨道 过渡元素(n-1)dnsnp 外层d轨道 主族元素nsnpnd trigonal bipyramidal sp 3d hybrid a.o.s: sp 3d 3s 3p 3p 3s PCl5 3d P Cl Cl Cl Cl Cl octahedral sp 3d 2 hybrid a.o.s: sp 3d 2 3s 3p 3p 3s SF6 3d S F F F F F F (4) 其它杂化类型：dsp2 dsp3 d 2 sp3
(5)杂化轨道 Three pairs, sp 的空间取 向 Four pairs, spa Tetrahedral Trigonak-blpyramlda Six pairs, spd Octahedral
(5) 杂化轨道 的空间取 向：
关于杂化轨道的注意事项: 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(不与其它原子键合时)是不 可能发生杂化的 2杂化轨道是根据量子力学叠加原理而进行的数学 处理,不存在原子中电子的激发→原子轨道的杂 化→>成键这一过程。不是实际现象。 3分子的几何构型,一方面取决于中心原子的杂化 类型,另一方面还取决于是否等性杂化。 4对于给定的分子或离子,判断中心原子的杂化方 式时,可以先确定中心原子的价层有几对电子 (包括成键电子对和孤对电子),有几对电子就 用几个轨道参加杂化
关于杂化轨道的注意事项： 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（不与其它原子键合时）是不 可能发生杂化的； 2 杂化轨道是根据量子力学叠加原理而进行的数学 处理，不存在原子中电子的激发→原子轨道的杂 化→成键这一过程。不是实际现象。 3 分子的几何构型，一方面取决于中心原子的杂化 类型，另一方面还取决于是否等性杂化。 4 对于给定的分子或离子，判断中心原子的杂化方 式时，可以先确定中心原子的价层有几对电子 （包括成键电子对和孤对电子），有几对电子就 用几个轨道参加杂化
3杂化轨道中重的形成只有未杂化、纯的p 轨道才能形成键) a双键C2H4S=N-A=24-12=1280C= HH C(Hel: t hybridize 2s2p: P Sp sp C
3. 杂化轨道中重键的形成(只有未杂化、纯的p 轨道才能形成p键) a 双键—C2H4 S = N - A = 24 -12 = 12 C C C=C H H H H H H H H C [He] C [He] 2s 2p hybridize sp 2 2pz C sp 2 sp 2 sp 2 sp 2 sp 2 sp 2 C C sp 2 sp 2 sp 2 sp 2 sp 2 sp 2 C
「P sp C sp Pz C C C a CC p H H 一个π键 因此双键包括一个o键和一个π键
sp 2 sp 2 C C sp 2 sp 2 sp 2 pz pz C sp 2 sp 2 pz sp 2 sp 2 C pz sp 2 σ 一个π键 因此双键包括一个σ键和一个π键