2024年1月30日发(作者：)
杂化轨道的类型与分子空间构型
一、杂化类型有
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
sp型的三种杂化
杂 化 类 型
sp sp2
1个s + 2个p
sp3
1个s + 3个p 参与杂化的原子轨道 1个 s + 1个p
杂 化 轨 道 数
杂化轨道间夹角
空 间 构 型
实 例
2个sp杂化轨道 3个sp2杂化轨道 4个sp3杂化轨道
1800
直 线
BeCl2 ,
C2H2
1200
正三角形
BF3 , C2H4
1090
28’
正四面体
CH4 , CCl4
二、σ键和π键
σ键属于定域键，它可以是一般共价键，也可以是配位共价键。一般的单键都是σ键。原子轨道发生杂化后形成的共价键也是σ键。由于σ键是沿轨道对称轴方向形成的，轨道间重叠程度大，所以，通常σ键的键能比较大，不易断裂，而且，由于有效重叠只有一次，所以两个原子间至多只能形成一条σ键。
π键（pi bond）成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键，可简记为“肩并肩”。
π键与σ键不同，它的成键轨道必须是未成对的p轨道。π键可以是两中心，两电子的定域键，也可以是多中心，多电子的大Π键；同时，π键既可以是一般共价键，也可以是配位共价键。两个原子间可以形成最多2条π键，例如，碳碳双键中，存在一条σ键，一条π键，而碳碳三键中，存在一条σ键，两条π键。
简单地说，π键是电子云“肩并肩”地重叠，σ键是电子云“头碰头”地重叠。
烷烃中只存在一种键,所以可以发生取代反应.
烯烃的双键就是由π键和σ键组成.后者比较稳定,前者不稳定,所以发生氧化反应或者加成反应.π键和σ键是互相垂直的.平行于碳原子之间的π键就比较容易断裂.
炔烃也是由两种键组成,一个碳碳三键有两个π键.一个和σ键.π键也是不稳定的.π键和σ键之间也是互相垂直的,π键和π键之间是平行的.所以炔烃也具有烯烃的化学性质.
在乙炔分子中，有两个π键，在乙烯分子中，只有一个π键，但相对来说，乙炔分子中π电子云不如乙烯中π电子云集中。另外，乙炔分子中碳原子是sp杂化，乙烯分子中碳原子是sp2杂化。凡碳原子杂化电子云s成分愈大，这个碳原子的电负性也愈大，所以乙炔分子中碳原子的电负性比乙烯分子中碳原子的电负性大，再加上乙炔分子中两个碳原子之间的共用电子比乙烯的多，造成乙炔的键长比乙烯的短，乙炔分子中的π键比乙烯分子中的π键结合得比较牢固。
正由于乙烯和乙炔分子具有上述结构上的差异，因此表现在对不同试剂的反应上，活泼性就不同。乙烯分子中π电子云比乙炔的集中，当遇到亲电试剂进攻时，乙烯比乙炔易加成。溴和高锰酸钾都属于亲电试剂。
单键是一根σ键；双键和三键都含一根σ键，其余1根或2根是π键。 但无机化合物不用此法。原因是，无机化合物中经常出现的共轭体系（离域π键）使得某两个原子之间共用的电子对数很难确定，因此无机物中常取平均键级，作为键能的粗略标准。
经验方法：
如果两原子之间只有一个化学键就是sigma键
如果不止一个化学键，那就是一个sigma键加上n个π键
分子的空间构型主要取决于分子中σ键形成的骨架，杂化轨道形成的键为σ键，所以，杂化轨道的类型与分子的空间构型相关。
杂化轨道的类型与分子空间构型
杂化类型
sp sp2
3
sp3
4
dsp2
4
sp3d2
6
参与杂化原子轨道2
数
杂化轨道的数目
2 3
120°
4
1090
28’
4
90°,180°
平面正方
6
90°,180°
八面体
杂化轨道间的夹角
180°
空间构型 直线形 正三角正四面体
形
杂化轨道的成键力 轨道成键能力 ——————>
实例
BeCl2
CO2
HgCl2
BF3
BCl3
COCl2
CO32-
CH4
CCl4
CHCl3
SO42-
ClO4-
PO43-
Ni(H2O)42+
Ni(NH3)42+
Cu(NH3)42+
CuCl42-
SF6
SiF62-
Ag(NH3)2+ NO32-
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