杂化轨道理论.docx

杂化轨道理论杂化轨道理论(hybridorbitaltheory)是1931年由PaulingL等人在价键理论的基础上提出,它实质上仍属于现代价键理论,但它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。杂化轨道理论的要点:   ,由于原子间的相互影响,同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道(即波函数),可以进行线性组合,重新分配能量和确定空间方向,组成数目相等的新的原子轨道,这种轨道重新组合的过程称为杂化(hybridization),杂化后形成的新轨道称为杂化轨道(hybridorbital)。   ,更有利于原子轨道间最大程度地重叠,因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强。   ,使相互间的排斥能最小,故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间的夹角不同,成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。轨道杂化类型及实例   按参加杂化的原子轨道种类,轨道的杂化有sp和spd两种主要类型。按杂化后形成的几个杂化轨道的能量是否相同,轨道的杂化可分为等性杂化和不等性杂化。   能量相近的ns轨道和np轨道之间的杂化称为sp型杂化。按参加杂化的s轨道、p轨道数目的不同,sp型杂化又可分为sp、sp2、sp3三种杂化。(1)sp杂化   由1个s轨道和1个p轨道组合成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化,所形成的轨道称为sp杂化轨道。每个sp杂化轨道均含有的s轨道成分和的p轨道成分。为使相互间的排斥能最小,轨道间的夹角为1800。当2个sp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就形成直线型分子。图9-3sp杂化过程及sp杂化轨道的形状(2)sp2杂化sp2杂化轨道的空间取向示意图(图9-4 BF3的平面三角形构型和sp2杂化轨道的空间取向)   由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道的过程称为sp2杂化。每个sp2杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分,为使轨道间的排斥能最小,3个sp2杂化轨道呈正三角形分布,夹角为1200[图9-4]。当3个sp2杂化轨道分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后,就形成正三角形构型的分子。(3)sp3杂化sp3杂化轨道示意图(图9-54个sp3杂化轨道)       sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道组合成4个sp3杂化轨道的过程称为sp3杂化。每个sp3杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分。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109028’[图9-5]。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。实例分析1: 试说明BeCl2分子的空间构型。解 实验测出,BeCl2分子中有2个完全等同的BeCl键,键角为1800,分子的空间构型为直线。Be原子的价层电子组态为2s2。在形成BeCl2分子的过程中,Be原子的1个2s电子被激发到2p空轨道,价层电子组态为2s12px1,这2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化,组成夹角为1800的2个能量相同的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,所以BeCl2分子的空间构型为直线,其形成过程可表示为实例分析2:试说明B