杂化轨道(化学术语)有什么分类？
2024-11-19 阅读 30
杂化轨道根据其形成方式和性质可以分为四种类型：sp杂化轨道、sp2杂化轨道、sp3杂化轨道和dsp3杂化轨道。这些杂化轨道是由原子轨道重组形成的新的杂化轨道，用来描述分子中原子之间的化学键的性质。每种杂化轨道都有其特定的几何形状和性质，适用于不同类型的化学键。
更新于 2024年11月21日
杂化轨道是原子在形成分子时，由于原子间的相互作用，同一原子中能量相近的某些原子轨道，在成键过程中重新分配能量和空间方向，组合成一系列形状、能量完全相同的新轨道。根据参与杂化的原子轨道种类和数目的不同，杂化轨道主要有以下分类：
一、s - p型杂化
只有s轨道和p轨道参与的杂化，主要有以下三种类型：
| 杂化类型 | 参与杂化的轨道 | 杂化轨道成分 | 空间构型 | 实例 |
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| sp杂化 | 1个ns轨道和1个npx轨道 | 每个sp杂化轨道各含有1/2s成分和1/2p成分 | 直线形 | CO₂、CS₂、BeCl₂、HgCl₂、C₂H₂ |
| sp²杂化 | 1个ns轨道和2个np轨道 | 每个sp²杂化轨道含有1/3s成分和2/3p成分 | 平面三角形（等性杂化为平面正三角形） | BCl₃；正六边形（如石墨） |
| sp³杂化 | 1个ns轨道和3个np轨道 | 每个sp³轨道都含有1/4s成分和3/4p成分 | 空间四面体（等性杂化为正四面体） | CH₄、CCl₄ |
二、s - p - d型杂化
ns轨道、np轨道、nd轨道一起参与杂化称为s - p - d型杂化，主要有以下几种类型：
| 杂化类型 | 参与杂化的轨道 | 杂化轨道成分 | 空间构型 | 实例 |
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| sp³d杂化 | 1个ns、3个np轨道和1个nd轨道 | 每个sp³d轨道都含有1/5个s、3/5个p和1/5个d成分 | 三角双锥 | PCl₅ |
| sp³d²杂化 | 1个ns、3个np轨道和2个nd轨道 | 每个sp³d²轨道都含有1/6个s、1/2个p和1/3个d成分 | 八面体（等性杂化为正八面体） | SF₆ |
| sp³d³杂化 | 1个ns、3个np轨道和3个nd轨道 | 每个sp³d³轨道都含有1/7个s、3/7个p和3/7个d成分 | 五角双锥 | IF₇ |
三、等性杂化和不等性杂化
杂化过程中形成杂化轨道可能是一组能量相同的轨道，也可能是一组能量彼此不相等的轨道。因此，轨道的杂化方式可分为等性杂化和不等性杂化。
1.等性杂化：全部由成单电子的轨道参与的杂化叫做等性杂化。例如在CH₄分子中，C原子采取sp³等性杂化，四个sp³杂化轨道完全相同，与四个H原子形成四个等同的C - H键，分子呈正四面体构型。
2.不等性杂化：有孤对电子轨道参与的杂化叫做不等性杂化。例如在H₂O分子中，O原子采取sp³不等性杂化，四个sp³杂化轨道中有两个轨道被孤对电子占据，另外两个轨道与H原子形成O - H键，由于孤对电子对成键电子对的排斥作用，分子呈V形（角形）。
四、其他特殊杂化类型
