(1)碳原子的价键特点在元素周期表中,碳原子是第二周期第四主族元素。基态 时,核外电子排布为:1s252p2B。碳在周期表中的位置决定了它既不容易得到四个电子 形成C型化合物,也不容易失去四个电子形成C型化合物。因此,碳原子之间相互结合或 与其它原子结合时,都是通过共用电子对而结合成共价键 碳原子是四价的,它可以与其它原子或自身形成单键,也可以形成双键或叁键。 (2)碳原子轨道的杂化碳原子在基态时,只有两个未成对电子。根据价键理论和 分子轨道理论,碳原子应是两价的。但大量事实都证实,在有机化合物中碳原子都是四价的, 而且在饱和化合物中,碳的四价都是等同的。为了解决这类矛盾,1931年鲍林提出了原子 轨道杂化理论。 杂化轨道理论认为:碳原子在成键的过程中首先要吸收一定的能量,使2s轨道的一个 电子跃迁到2p空轨道中,形成碳原子的激发态。激发态的碳原子具有四个单电子,因此碳 原子为四价的 一趺迁 2p, 2p, 2p 2p22n2D2 2 2 基态 激发态 杂化轨道又认为:碳原子在成键时,四个原子轨道可以“混合起来”进行“重新组合” 形成四个能量等同的新轨道,称为杂化轨道。杂化轨道的能量稍高于2s轨道的能量,稍低 于2p轨道的能量。这种由不同类型的轨道混合起来重新组合成新轨道的过程,叫做“轨道 的杂化”。杂化轨道的数目等于参加组合的原子轨道的数目 碳原子轨道的杂化有三种形式: Sp杂化由一个2s轨道和三个2p轨道杂化形成四个能量相等的新轨道,叫做s杂化 轨道,这种杂化方式叫做sp杂化。如: 功s杂化山1山 能量 Sp杂化轨道的形状及能量既不同于2s轨道,又不同于2p轨道,它含有1/4的s成分 和3/4的p成分。sp杂化轨道是有方向性的,即在对称轴的一个方向上集中,四个sp杂化 轨道呈四面体分布,轨道对称轴之间的夹角均为109°28(图0-10)。 s2杂化由一个2s轨道和两个2p轨道重新组合成三个能量等同的杂化轨道,称sp2 杂化。如: E s杂化山山 p 能量（1）碳原子的价键特点 在元素周期表中，碳原子是第二周期第四主族元素。基态 时，核外电子排布为：1s 2 2s 2 2px 1 2py 1。碳在周期表中的位置决定了它既不容易得到四个电子 形成 C 4-型化合物，也不容易失去四个电子形成 C 4+型化合物。因此，碳原子之间相互结合或 与其它原子结合时，都是通过共用电子对而结合成共价键。 碳原子是四价的，它可以与其它原子或自身形成单键，也可以形成双键或叁键。 （2）碳原子轨道的杂化 碳原子在基态时，只有两个未成对电子。根据价键理论和 分子轨道理论，碳原子应是两价的。但大量事实都证实，在有机化合物中碳原子都是四价的， 而且在饱和化合物中，碳的四价都是等同的。为了解决这类矛盾，1931 年鲍林提出了原子 轨道杂化理论。 杂化轨道理论认为：碳原子在成键的过程中首先要吸收一定的能量，使 2s 轨道的一个 电子跃迁到 2p 空轨道中，形成碳原子的激发态。激发态的碳原子具有四个单电子，因此碳 原子为四价的。 跃迁 2px 2py 2pz 2px 2py 2pz 2s 2s 基态 激发态 杂化轨道又认为：碳原子在成键时，四个原子轨道可以“混合起来”进行“重新组合” 形成四个能量等同的新轨道，称为杂化轨道。杂化轨道的能量稍高于 2s 轨道的能量，稍低 于 2p 轨道的能量。这种由不同类型的轨道混合起来重新组合成新轨道的过程，叫做“轨道 的杂化”。杂化轨道的数目等于参加组合的原子轨道的数目。 碳原子轨道的杂化有三种形式： sp 3 杂化 由一个 2s 轨道和三个 2p 轨道杂化形成四个能量相等的新轨道，叫做 sp 3 杂化 轨道，这种杂化方式叫做 sp 3 杂化。如： 2p sp 3 杂化 sp 3 2s 能量 sp 3 杂化轨道的形状及能量既不同于 2s 轨道，又不同于 2p 轨道，它含有 1/4 的 s 成分 和 3/4 的 p 成分。sp 3 杂化轨道是有方向性的，即在对称轴的一个方向上集中，四个 sp 3 杂化 轨道呈四面体分布，轨道对称轴之间的夹角均为 109°28’（图 0-10）。 sp 2 杂化 由一个 2s 轨道和两个 2p 轨道重新组合成三个能量等同的杂化轨道，称 sp 2 杂化。如： 2p sp 2 杂化 2p sp 2 2s 能量 E E