如何判断杂化轨道？

Answer 1

杂化轨道的判断方式如下：

1、判断中心原子的孤电子对的数量

2.找出与中心原子相连的原子数(即形成的σ键的数量)

3.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。

如乙烯，碳原子为中心原子，与其连接的原子数为3，同时碳的4个价电子均成键(3个σ键加1个π键)，故孤对电子对数为零，所以0+3=3，采取SP2杂化;如氧化氢，氧原子为中心原子，与氧原子相连的原子数为2，同时氧剩余两对孤对电子，所以2+2=4，采用sp3杂化。

杂化类型

(1)sp杂化

同一原子内由一个ns轨道和一个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。sp杂化可以而且只能得到两个sp杂化轨道。实验测知，气态BeCl2中的铍原子就是发生sp杂化，它是一个直线型的共价分子。Be原子位于两个Cl原子的中间，键角180°，两个Be-Cl键的键长和键能都相等。

(2)sp2杂化

同一原子内由一个ns轨道和二个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。杂化后组成的轨道称为sp2杂化轨道。气态氟化硼(BF3)中的硼原子就是sp2杂化，具有平面三角形的结构。B原子位于三角形的中心，三个B-F键是等同的，键角为120°。

(3)sp3杂化

同一原子内由一个ns轨道和三个np轨道发生的杂化，称为sp3杂化，杂化后组成的轨道称为sp3杂化轨道。sp3杂化可以而且只能得到四个sp3杂化轨道。CH4分子中的碳原子就是发生sp3杂化，它的结构经实验测知为正四面体结构，四个C-H键均等同，键角为109°28′。这样的实验结果，是电子配对法所难以解释的，但杂化轨道理论认为，激发态C原子(2s12p3)的2s轨道与三个2p轨道可以发生sp3杂化，从而形成四个能量等同的sp3杂化轨道。

(4)sp3d杂化

等性杂化为三角双锥结构，如PCl5

(5)sp3d2杂化

等性杂化为正八面体结构，如SF6

说明:以上只是常见的杂化轨道类型，在配位化合物中还有更多的杂化类型。

"头碰头"的方式重叠成σ键，"肩并肩"的方式重叠为π键

例如在乙烯(CH2= CH2)分子中有碳碳双键(C=C)，碳原子的激发态中2px，2py和2s形成sp2杂化轨道，这3个轨道能量相等，位于同一平面并互成120℃夹角，另外一个pz轨道未参与杂化，位于与平面垂直的方向上。碳碳双键中的sp2杂化如下所示。

乙炔分子(C2H2)中有碳碳叁键(HC≡CH)，激发态的C原子中2s和2px轨道形成sp杂化轨道。这两个能量相等的sp杂化轨道在同一直线上，其中之一与H原子形成σ单键，另外一个sp杂化轨道形成C原子之间的σ键，而未参与杂化的py与pz则垂直于x轴并互相垂直，它们以肩并肩的方式与另一个C的py，pz形成π键。即碳碳三键是由一个σ键和两个π键组成。这两个π键不同于σ键，轨道重叠也较少并不稳定，因而容易断开，所以含三键的炔烃也容易发生加成反应。

杂化轨道限于最外层电子，而在第一层的两个电子不参与反应，而在其他层上有许多的轨道，电子会从能量低的层"跃迁"到能量高的层，而原来能量低的层是因为电子的运动方向相反，而跃迁以后电子就只向一种方向运动，所以能量会高。并且反应以后组成的能量介于原来的S轨道和P轨道能量之间。

几种杂化轨道之后的分子空间形态

sp杂化:直线型

sp2杂化:平面三角形(等性杂化为平面正三角形)

sp3杂化:空间四面体(等性杂化为正四面体)