杂化轨道理论图解2

1、化道理(解）一、原子道角度分布二、共价理和分子构、共价理介、典的化学子理：1916年德国化学家柯塞(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学的子理。他依照稀有气体原子的子构特定一事，提出各元素原子是力（通得失子或共用子）使其最外拥有子的定构。柯塞用子的得失解正离子的合。路易斯提出，原子通共用子而形成的化学称共价(covalentk?uveilentbondb?nd)。用黑点代表价子（即最外s，p道上的子），能够表示原子形成分子共用一或若干子以足稀有气体原子的子构。了方便，常用短代替黑点，用“”表示共用子形成的共价，用“”表示子形成的共价双，“”表示子形成的共价。原子

2、独有的未成的子叫做孤子(lonel?unpairp?electronilektr?n)。Lewis构式的写又称八隅（即子构）。价献：Lewis共价看法初步解了一些非金属原子形成共价分子的程及其与离子的区。限制性：、未能明共价的本和特点；、八隅的例外很多。PCSF6BeCBFNO，NO2l5l23中心原子周101246含奇数价子价子数的分子、不能够解某些分子的性。含有未成子的分子平时是磁性的（即它在磁中表出磁性）比方O2。、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。1931鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的看法

3、，获1954两位年，年诺贝尔化学奖。、1928年1932年马利肯由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。MO法和VB法是两种根本不相同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在必然条件下它们拥有等价性。O2：2O原子电子组态1s22s22p4O2，82=16个电子，外层电子：12个电子，KK(2s)2(*2s)2(2pz)2(2px)2(2py)2(*2px)1(*2py)1MO理论认为价电子为12，其中成键电子，()2(2pz)2(2px)2(2py)2共8个电子2s反键电子，(*)2(*2px)1(*2py)1共4个电子2s-单键，3电键，3电子键+3+3，由于每个3只相当

4、于半个键，故键级=2。尽管该键级与传统价键理论的结论一致，但分子轨道理论圆满讲解了顺磁性(由于分子中存在未成对电子引起的)，价键理论则不能够讲解。O2分子的路易斯结构式OO，价键结构式OO、价键法（VB法）价键理论一：、要点：、共价键的形成条件：、先决条件：原子拥有未成对电子；、配对电子参加成键的原子轨道要满足对称般配、能量周边以及最大重叠的原则；、两原子拥有成单的自旋相反的电子配对，遵从保里不相容原理。、共价键的实质：是由于原子互相凑近时轨道重叠，原子间经过共用自旋相反的电子使能量降低而成键。、共价键的特点：、饱和性，一个原子有几个未成对电子（包括激发后形成的未成对电子），便和几个自旋相反的

5、电子配对成键；而未成对电子数是有限的，故形成化学键的数目是有限的。、依照原子轨道最大重叠原理，原子轨道沿其角度分布最大值方向重叠，即共价键拥有必然的方向性。、共价键的种类：单键、双键和叁键。、键和键。重电键化学重叠重叠方叠键子的重叠部分爽朗方式向程能能强性度量度“头沿键轴圆柱形对称，集中大小较较不活泼键碰方向重在两核之间沿键轴低大，比头”叠分布，可绕键轴旋键牢固转“肩原子轨分布在经过键轴的小大较较活一个平面上下方，键泼，键并道的对高小轴处为零，不能绕轴易发肩”称轴互旋转，“上下”形状生化对称（像“两块冬学反相平行瓜”），垂直于键轴。应、：沿方向重叠，呈柱形称，称道，生成的称是希腊字母，相当于英

6、文的s，是称Symmetrysimitri个字的第一个字母）。形成的方式：、：两个p道互相平行地重叠起来，道的称面是通的平面，个称面就叫面，的道称道，生成的称（相当于英文的p，是平行parallelp?r?lel的第一个字母）。的形成程：，和可是共价中最的模型，其他有十分多的共价型。如苯的pp大，硫酸根中的dp，硼中的多中心：若原子道以面面（如dxy与dxy）方式重叠，（在金属原子成或多核配合物构中出）。、配位：成两原子必共用一子。一子也能够由一个原子供应出来，与另一原子（供应空道）共用，形成的共价叫做配位。平时用AB表示。形成配位必具两个条件：、A是供应共用子的原子，其价子有未共用的子，即必

7、有孤子。、B是接受共用子的原子，其价子必有可利用的空道。含有配位的离子或化合物是相当宽泛的，如Cu(NH3)42+、Ag(NH3)2+、Fe(CN)64-、Fe(CO)5。子予体称路易斯碱，子接受体称路易斯酸。、价理二：化道理林(Pauling)1931年提出,认识角的化。价理明地了然共价的形成程和本，成功解了共价的方向性和和性，但在解一些分子的空构方面却遇到了困。比方CH4分子的形成，依照价理，C原子只有两个未成的子，只能与两个H原子形成两个共价，而且角大90。但与事不符，因C与H可形成CH4分子，其空构型正周围体，HCH=10928。了更好地解多原子分子的空构型和性，1931年林和斯莱脱(

8、Slater)在子配理的基上，提出了化道理(hybridorbitaltheory)，丰富和展了代价理。、化道理的基本要点原子在形成分子，了增成能力，同一原子中能量周边的不相同型（s、p、d）的几个原子道能够互相叠加行重新合，形成能量、形状和方向与原道不相同的新的原子道。种原子道重新合的程称原子道的化，所形成的新的原子道称化道。注意：、只有在形成分子的程中，中心原子能量周边的原子道才能行化，孤立的原子不能能生化。、只有能量周边的道才能互相化。常的有：nsnpnd，(n-1)dnsnp；、化前后，能量不。但化道在成更有利于道的重叠，即化道的成能力比未化的原子道的成能力增，形成的化学的能大。是由于

9、化后道的形状生了化，子云分布集中在某一方向上，成道重叠程度增大，成能力增。、化所形成的化道的数目等于参加化的原子道的数目，亦即化前后，原子道的数不。、化道的空构型取决于中心原子的化型。不相同型的化，化道的空取向不相同，即必然数目和必然型的原子道化所获得的化道拥有确定的空几何构型，由此形成的共价和共价分子相地拥有确定的几何构型。什么叫化？同一原子的能量周边的原有的原子道“混”起来，重新合形成新道的程，叫做化。什么叫化道？新合的原子道叫做化道。什么要化？化道形成的化学的度更大，系统的能量更低。杂化的动力：受周围原子的影响。为什么杂化后成键，系统的能量降低？杂化轨道在一个方向上更集中，便于轨道最大重

10、叠。杂化轨道的构型决定了分子的几何构型：杂化轨道有利于形成键，但不能够形成键。由于分子的空间几何构型是以键为骨架，故杂化轨道的构型就决定了其分子的几何构型。杂化的规律杂化前后轨道数目不变，空间取向改变；杂化轨道能与周围原子形成更强的键，或安排孤对电子，而不会以空的杂化轨道存在。杂化后轨道伸展方向、形状发生改变，成键能力增强，成键能力大小序次（s成分越多成键能力越强）spsp2sp3dsp2sp3dsp3d2、杂化轨道的特点、所组成的几个杂化轨道拥有相同的能量；、形成的杂化轨道数目等于原有的原子轨道数目；、杂化轨道的空间伸展方向必然（亦即，杂化轨道的方向不是任意的，杂化轨道之间有必然的夹角）；、

11、杂化轨道的成分：每个杂化轨道的成分之和为；每个参加杂化的原子轨道，在所有杂化轨道中的成分之和为（单位轨道的贡献）。杂化轨道基spsp2sp3本种类参加杂化的1个s和11个s和21个s和3原子轨道个p个p个p杂化轨道数2个sp杂3个sp2杂4个sp3杂目化轨道化轨道化轨道每个杂化轨1s，1p1s，2p1s，3p道的成分223344杂化轨道夹角几何构型直线型平面三角正周围体形形实例BeCl2，BF3CH4，SiF4HgCl2中心原子Be，HgBC，Si、最常有的杂化轨道种类简介杂化轨道种类空间几何构型杂化轨道数目杂化轨道种类空间几何构型杂化轨道数目杂化轨道种类空间几何构型

12、杂化轨道数目spsp2sp3dsp2d(x2-y2)与s、px、py直线型平面三正周围体形平面正方角形形2344sd3s与dxy、sp3ddz2dsp3d(x2-y2)d、dxzyz正周围体形三角双四方锥形锥形455d2sp3,sp3d2dz2,d(x2-y2sp3d3)正八面体形五角双锥形67杂化轨道dpsddp2，d2sd3s种类空间几何直线型波折型，平面三正周围体构型角形形杂化轨道2234数目杂化轨道d4s,d2sp2d3p3d4spd4sp3种类空间几何四方锥反三角双三棱柱十二面体构型形锥形型形MX2MX3MX4MX5MX6spsp2sp3dsp3d2sp3dsp2d2sp2sp3d2

13、杂化轨道6856数目sp杂化轨道：是1个ns轨道与1个np轨道杂化形成2个sp杂化轨道。BeCl2的成键过程，Be原子的杂化。两个sp杂化轨道的夹角为180o，空间构型：直线型。、SP2杂化轨道：是一个原子的1个nS轨道和2个nP轨道之间进行杂化，形成3个等价的SP2杂化轨道。3个SP2杂化轨道互成120，sp2杂化形成平面正三角形分子。比方BCl3的成键过程，B原子的杂化。、SP3杂化轨道：是一个原子的1个S轨道和3个P轨道之间进行化，形成4个等价的SP3化道。4个SP3化道互成109.5，sp3化形成正周围体构分子。比方CH4的成程，C原子的化。相关接：BeCl2是共价化合物，在气双聚分子

14、(BeCl2)2(在773873K下)，温度再高，二聚体解离体BeCl2，在1273K完全离解。固BeCl2拥有无量构。在BeCl2(g)中Besp化，直型。在双聚体(BeCl2)2(g)中BeSP2化。在固BeCl2中BeSP3化。直型：CO2，BeCl2，Ag(NH3)2+，HgCl2，ZnCl2，HCCH（C原子sp化）；平面三角形：BF3，SO3(g)，NO-3，CO23-，H2C=CH2（C原子sp2化）；正周围体形：CH4，SO24-，SiF4，NH4+，Zn(NH3)42+；ClO4-，MnO-4，MnO24-(Mn原子d3s化）；平面正方形：Cu(NH3)42+，Zn(CN)4

15、2-，PdCl42-；三角双形：PCl5，Fe(CO)5；四方形：Sb(C6H5)5；正八面体形：SF6，Fe(CN)63-，FeF36-，AlF36-；五角双形：IF7；、等性化与s-p型不等性化、等性化：由不相同型的原子道“混杂”起来，重新合成一完好等同的化道的程称等性化，形成的道等性化道。各个化道的形状和能量完好相同。条件：看作原子中参加化的原子道上的子数目等于化道数目，且与之成的原子也完好相同，其化就是等性化。比方，CH4和CCl4与中心原子合的是同一种原子，分子呈高度称的正周围体构型，其中的4个sp3化道自然没有差，种化型叫做等性化。、不等性化：由不相同型的原子道“混杂”起来，重新合

16、成一不完好等同的化道（形成的化道的能量不完好相等，所含的成分也不完好相同）的程称不等性化，形成的道不等性化道。参加化的原子道中存在孤子，形成的化道的形状和能量不完好相同。条件：、看作原子中参加化的原子道上的子数目等于化道数目，但是与之成的原子不完好相同，其化就是不等性化。比方，CHCl3和CH2Cl2(另一种看法是：等性化其实不表示形成的共价等同。比方，CHCl3形周围体，分子中三个CCl与CH其实不等同，但C采用的化方式仍是sp3等性化。)、看作原子中参加化的原子道上的子数目多于化道数目，有的化道上必然会被孤子所据有，而被孤子据有的化道所含的s成分比个子据有的化道含的s成分略大，更靠近中心原

17、子的原子核，成子拥有必然的排斥作用，参加成化道拥有更多的p道特点，此，然与之成的原子完好相同，其化就是不等性化。比方，H2O中的O、NH3分子中的N和CH4分子中的C一，采用的是SP3化。但由于HO、NH3分子2中保留有孤子,四个化道中只有部分参加成，不等性化，因此分子的形状是不称的。（CH4分子中的角10928，NH3分子中的角10718，H2O分子中的角。）10445判断可否等性化，要看各条化道的能量可否相等，不能够看未参加化的道的能量。H2O“V”字形，NH3和H3O+三角形，CHCl3和CH2Cl2、CH3Cl形周围体形、部分化、CO22Px2Py2PzO激发C原子SP杂化C2s2p杂

18、化OCOCO2直线型分子2Py2PzSP杂化两个O2Px2Py2Pz，、乙分子中的C原子，用个2S道和2Px、2Py道行SP2化，SP2化道呈平面正三角形。成的个C原子各以个SP2化道互相重叠形成个CC，并各以两个SP2化道分与个H原子的1S道形成个CH，个其称都在同一平面内。每个C原子余下的2Pz道互相平行地重叠，形成。C原子SP2未参加化的SP2化化道Pz道道平面、乙炔分子中的C原子，用个2S道和个2Px道行SP化，SP化道呈直形。成的个C原子各以个SP化道互相重叠形成一个CC，并各以另个SP化道分与两个H原子的1S道形成个CH，个其称都在同素来上。每个C原子余下2Py和2Pz道，个2Py和个2Pz分别平行地重叠，形成的键键共有2个。弯键：杂化轨道的极大值方向平时和键轴方向一致，形成圆柱对称的键，但有时极大值方向却与分子中成键两原子间的连线方向不同。例：环丙烷中键角为60，而碳原子利用sp3杂化轨道成键，轨道间的夹角为109.5。可见，轨道叠加最大地域在三角形外侧，这时形成的键由于波折，不存在绕键轴的圆柱对称性，这种波折的键称为弯键。周围体的P4分子中也存在弯键。附录：某些元素化合物的分子结构一、卤族元素I3-和ICl2-是直BrF5和IF5是IF7是五角双锥BrF3,T形sp3d杂化线型分子，中四方锥型，中形，中心原