碳的雜化理論

1、（碳的雜化）（碳的雜化）雜化軌道理論雜化軌道理論 價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論比較簡明地闡明了共價(jià)鍵的形成過程和比較簡明地闡明了共價(jià)鍵的形成過程和本質(zhì)，并成功地解釋了共價(jià)鍵的方向性和飽和性。本質(zhì)，并成功地解釋了共價(jià)鍵的方向性和飽和性。 缺陷缺陷：但在解釋分子的空間結(jié)構(gòu)方面卻遇到了困難。：但在解釋分子的空間結(jié)構(gòu)方面卻遇到了困難。比如：甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于四面體的中比如：甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于四面體的中心，而四個(gè)氫原子占據(jù)四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。如：心，而四個(gè)氫原子占據(jù)四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。如： 碳原子的電子層結(jié)構(gòu)：碳原子的電子層結(jié)構(gòu)： 1s22s22px12py1按價(jià)鍵理論只能與兩個(gè)氫原子形成兩個(gè)共

2、價(jià)鍵。按價(jià)鍵理論只能與兩個(gè)氫原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵。 鮑林于鮑林于1931年在價(jià)鍵法的基礎(chǔ)上提出雜化軌道理論。年在價(jià)鍵法的基礎(chǔ)上提出雜化軌道理論。 雜化軌道理論雜化軌道理論雜化雜化所謂雜化是指所謂雜化是指在形成分子時(shí)在形成分子時(shí)，由于原子的，由于原子的相互影響，若干不同類型相互影響，若干不同類型能量相近的原子軌道能量相近的原子軌道混合混合起來，重新組合成起來，重新組合成一組一組新軌道。這種軌道重新組合新軌道。這種軌道重新組合的過程叫雜化。的過程叫雜化。雜化軌道雜化軌道所形成的新軌道就稱為雜化軌道。所形成的新軌道就稱為雜化軌道。雜化軌道與其他原子的原子軌道重疊形成化學(xué)鍵。雜化軌道與其他原子的原子軌道

3、重疊形成化學(xué)鍵。（1） 雜化與雜化軌道的概念雜化與雜化軌道的概念 雜化軌道成鍵時(shí)，雜化軌道成鍵時(shí)，要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理： 鍵與鍵間排斥力的大小決定于鍵的方向，即決定鍵與鍵間排斥力的大小決定于鍵的方向，即決定于于雜化軌道雜化軌道間間的夾角的夾角。鍵角越大化學(xué)鍵之間的排斥能越小，例如：鍵角越大化學(xué)鍵之間的排斥能越小，例如：（1）4個(gè)個(gè)sp3 雜化軌道成鍵時(shí)，當(dāng)鍵角為雜化軌道成鍵時(shí)，當(dāng)鍵角為109.5 時(shí)，其時(shí)，其排斥能最小，所以排斥能最小，所以 sp3 雜化軌道成鍵時(shí)分子雜化軌道成鍵時(shí)分子呈四面體呈四面體形形。（2） 對(duì)對(duì)sp2 雜化來說，當(dāng)鍵角為雜化來說，當(dāng)鍵角為120 時(shí)，其排斥能最時(shí)，其排斥能最小，所以小，所以3個(gè)個(gè)sp2 雜化軌道成鍵時(shí)，分子雜化軌道成鍵時(shí)，分子呈平面三角形呈平面三角形。（3）對(duì)）對(duì)sp 雜化來說，當(dāng)鍵角為雜化來說，當(dāng)鍵角為180 時(shí)，其排斥能最時(shí)，其排斥能最小，所以小，所以2個(gè)個(gè)sp雜化軌道成鍵時(shí)分子雜化軌道成鍵時(shí)分子呈直線型呈直線型。雜化軌道間的夾角雜化軌道間的夾角（1）c原子在形成分子時(shí)的雜化過程原子在形成分子時(shí)的雜化過程（2） sp3雜化雜化（2-1） sp