杂化轨道

2009-10-01 10:18阅读：

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认识和了解杂化轨道之前，先了解电子云和原子轨道
一、电子云和原子轨道
1、电子云；原子核外的电子是在进行着无规律的高速运动，我们无法确定一定状态的核外电子在某时刻处于原子核外空间何处，而只能确定它在核外各处出现的概率，核外电子的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。

杂化轨道

杂化轨道

2、原子轨道：为了描绘电子云的形状，人们常把电子云中电子出现几率约为90%的空间圈出来，把这种电子云轮廓图称为原子轨道。
（1）不同的能级上（同一电子层中的电子能量不同，处于不同运动的区域，这些区域称能层，如碳原子第二层上有两个能级，称S和P能级）的电子，它的原子轨道形状（即电子云的形状）是不同的，如s电子的原子轨道是球型的，p电子的原子轨道是纺锤形的。
（2）不同能层（即电子层）的同种能级的电子原子轨道形状相似，只是半径不同，能层序数n越大，原子轨道的半径越大。
（3）s能级只有1个原子轨道，p能级有3个相互垂直的原子轨道，分别以p_x、p_y_、p_z表示。
二、杂化轨道
1、概念
　　杂化，杂化轨道：在共

价键的形成过程中，同一原子中能量相近的若干个不同类型的原子轨道，可以'混合'起来组成成键能力更强的一组新的原子轨道。这个过程称为原子轨道的杂化，所组成的新原子轨道称为杂化轨道。
　　注意：a.参加杂化需能量相近的轨道，杂化后轨道的成键能力更强。
　　　b.有几个不同类的原子轨道杂化就形成几个新的杂化轨道。

杂化轨道

　　　　　　　　　　
2、为什么原子轨道杂化后，成键能力更强？
轨道经杂化后，其角度分布及形状均发生了变化，如s轨道和p轨道杂化形成的杂化轨道，其电子云的形状既不同于s轨道（球形对称），也不同于p轨道（哑铃形），而是变成了电子云比较集中在一头的不对称形状，形成的杂化轨道一头大、一头小，成键时大的一头进行重叠（电子云叠合的程度越大，键越牢固），这样程度最大，所以杂化轨道的成键能力比未杂化时更强，形成的分子也更稳定。
3、几种杂化轨道

甲烷分子中碳原子最外层的原子轨道就是SP3杂化轨道，因形成的电子云都相同，都是大头朝外，与氢原子的S轨道的球形电子云以”头碰头“的形式重叠，称σ键。该键重叠程度最大，所以键最稳定。由于这四个SP3轨道完全相同，所以形成的四个碳氢键也完全相同。

乙烯分子中的两个碳原子最外层的原子轨道就是SP2杂化轨道。形成的这三个杂化轨道有两个是与氢原子以‘头碰头”形式重叠形成σ键，还有一个与另一个碳原子的杂化轨道也以“以‘头碰头”形式重叠形成σ键；还有一个没有杂化的P轨道与另一个碳原子没有杂化的P轨道以“肩并肩”的方式结合（因p轨道是哑铃形，这样的重叠程度最大），形成π键。所以乙烯的双键中一个是σ键，另一个是π键。但是π键不能旋转，一旋转就断裂。所以双键不能旋转（旋转电子云就不能重叠)，且双键中的π键易断裂。

乙炔分子中的碳原子的杂化就是SP杂化，三键中有两个π键，一个σ键

　　　　　　　　　　

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