杂化轨道判断技巧

孔子东游2023-04-28  17

杂化轨道判断技巧:判断中心原子的孤电子对的数量,找出与中心原子相连的原子数,若二者相加等于2,那么中心原子采用SP杂化;若等于3,那么中心原子采用SP2杂化;若等于4,那么中心原子采用SP3杂化。

杂化轨道具有和s、p等原子轨道相同的性质,必须满足正交,归一性。一个原子中的几个原子轨道经过再分配而组成的互相等同的轨道。原子在化合成分子的过程中,根据原子的成键要求,在周围原子影响下,将原有的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道。这种在一个原子中不同原子轨道的线性组合,称为原子轨道的杂化。杂化后的原子轨道称为杂化轨道。

根据公式k=m+n判断。

当k=2 sp杂化

k=3 sp2杂化

k=4 sp3杂化

k=5 sp3d杂化

k=6 sp3d2杂化

其中n值为ABn中的n,与中心原子结合的原子数(此时n是H2S中的2)(中心原子:按字面意思理解,就是分子形成是被当做中心的原子,H2S的中心原子为S)

m=(e-nd)/2

m:孤电子对数(指未成键电子)

e:中心原子价电子数(价电子数就是最外层电子数,S的e=6)

n:和上面的n是同一个值

d:与中心原子结合的原子最多能接收的电子数(与中心原子结合的原子指H原子,最外层差1 个电子排满,此处d=1)

于是,H2S的k=m+n=2+(6-21)/2=4 故H2S是sp3杂化

(1)为何杂化? 能量相近的轨道重新组合形成新的、能量相同的轨道,这种杂化后的轨道在成键时与其它原子的原子轨道重叠程度更大,形成的共价键更牢固

(2)杂化类型种类有很多,最基本的有:

 sp→一个s轨道,一个p轨道

 sp2→一个s轨道,二个p轨道

 sp3→一个s轨道,三个p轨道

(3)判断方法

 根据成键数

①四条键--sp3

 ②三条键-sp2

 ③两条键--sp

 特别注意:①把一个参键或一个双键当作一条键处理

②有一个孤对电子当作一条键

注:(1)CO2中的双键当一条键

 (2)NH3中有一个孤对电子,占据四面体的一角

H2O中则有两对孤对电子,占据四面体的两个角

比较简单的方法是:先利用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断共价型多原子分子的价层电子对的数目,通过价层电子对的数目,就能确定中心离子的杂化类型。如臭氧分子,价层电子对数目是3,中心氧原子的采取的是SP2杂化方式。水分子,价层电子对数目是4,中心氧原子的采取的是SP3杂化方式,由于有两个配位原子,还有两个孤电子对,一定是不等性SP3杂化。

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