话说高中化学中的“杂化”.DOC

话说高中化学中的“杂化” 四川省苍溪实验中学 庞开金 什么是杂化呢？杂化（hybridization）指同一原子中能量相近的某些原子轨道，在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有轨道的状态。所形成的新轨道叫做“杂化轨道”（hybrid orbital）核外电子在一般状态下总是处于一种较为稳定的状态，即基态在某些外加作用下，电子也是可以吸收能量变为一个较活跃的状态，即激发态”起来重新组合成两个彼此一模一样的新轨道。每一个新轨道含有1/2的S和1/2的P的成分，这种新轨道叫做SP杂化轨道。当它们各与2个Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，就形成2个spp的σ键，这就很好的解释了氯化铍呈直线型的空间结构和稳定性的原因。此外CO2、CS2、C2H2、Ag(NH3)2+离子以及周期表ⅡB族Zn、Cd、Hg元素的某些共价化合物，如ZnCl2、HgCl2等，其中心原子也是采取sp杂化的方式与相邻原子结合的。 sp杂化过程及sp杂化轨道的形状如下： 为什么1S轨道不参与杂化呢？因为进行杂化的原子轨道要求能量相差不能太大。2S和2P轨道能量上很接近，而1S轨道和2S、2P轨道能量相差较大，所以不容易形成杂化轨道。 2、SP2杂化：就是一个S轨道和二个P轨道间的杂化，它可以得到3个SP2杂化轨道。以BF3为例，每个杂化轨道中有1/3的S和2/3的P,形成3个SP2杂化轨道，B—F键角为120°，整个分子为平面三角形。 除BF3外，C2H4以及其他气态卤化硼分子，如BCl3，以及NO3－，CO32－等离子的中心原子也是采取sp2杂化成键的。 BF3的平面三角形构型和sp2杂化轨道的空间取向 3、SP3杂化：就是一个S轨道和三个P轨道间的杂化，它可以得到4个SP3杂化轨道。以甲烷为例，每个SP3杂化轨道具有1/4的S和3/4的P的成分，为使轨道间的排斥能最小，4个顶角的sp3杂化轨道间的夹角均为。当它们分别与其他4个相同原子的轨道重叠成键后，就形成正四面体构型的分子。的平面三角形构型和sp杂化轨道的空间取向 由于杂化轨道形成的键比利用简单的原子轨道形成的键强，成键时放出的能量能抵偿电子激发所需的能量，故空间结构特殊而且分子稳定。 总之，“杂化轨道理论”的提出较好的解释了许多仅用“电子配对法”不能说明的分子空间结构和稳定性的事实，进一步发展了现代价键理论。