有关杂化轨道与价键理论初步什么时候用杂化轨道理论进行解释,什么时候用价键理论进行解释.有时候怎么看采用什么杂化方式呢?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/24 06:36:52
有关杂化轨道与价键理论初步什么时候用杂化轨道理论进行解释,什么时候用价键理论进行解释.有时候怎么看采用什么杂化方式呢?
有关杂化轨道与价键理论初步
什么时候用杂化轨道理论进行解释,什么时候用价键理论进行解释.
有时候怎么看采用什么杂化方式呢?
有关杂化轨道与价键理论初步什么时候用杂化轨道理论进行解释,什么时候用价键理论进行解释.有时候怎么看采用什么杂化方式呢?
价键理论对共价键的本质和特点做了有力的论证,但它把讨论的基础放在共用一对电子形成一个共价键上,在解释许多分子、原子的价键数目及分子空间结构时却遇到了困难.例如C原子的价电子是2s22p2,按电子排布规律,2个s电子是已配对的,只有2个p电子未成对,而许多含碳化合物中C都呈4价而不是2价,可以设想有1个s电子激发到p轨道去了.那么1个s轨道和3个p轨道都有不成对电子,可以形成4个共价键,但s和p的成键方向和能量应该是不同的.而实验证明:CH4分子中,4个C-H共价键是完全等同的,键长为114pm,键角为109.5°.BCl3,BeCl2,PCl3等许多分子也都有类似的情况.为了解释这些矛盾,1928年鲍林(Pauling)提出了杂化轨道概念,丰富和发展了的价键理论.他根据量子力学的观点提出:在同一个原子中,能量相近的不同类型的几个原子轨道在成键时,可以互相叠加重组,成为相同数目、能量相等的新轨道,这种新轨道叫杂化轨道.C原子中1个2s电子激发到2p后,1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成4个sp3杂化轨道,它们再和4个H原子形成4个相同的C-H键,C位于正四面体中心,4个H位于四个顶角.
杂化轨道种类很多,如三氯化硼(BCl3)分子中B有sp2杂化轨道,即由1个s轨道和2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道,在氯化铍(BeCl2)中有sp杂化轨道,在过渡金属化合物中还有d轨道参与的sp3d和sp3d2杂化轨道等.以上几例都是阐明了共价单键的性质,至于乙烯和乙炔分子中的双键和三键的形成,又提出了σ键和π键的概念.如把两个成键原子核间联线叫键轴,把原子轨道沿键轴方向“头碰头”的方式重叠成键,称为σ键.把原子轨道沿键轴方向“肩并肩”的方式重叠,称为π键.例如在乙烯( )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.
这3个sp2杂化轨道中有2个轨道分别与2个H原子形成σ单键,还有1个sp2轨道则与另一个C的sp2轨道形成头对头的σ键,同时位于垂直方向的pz轨道则以肩并肩的方式形成了π键.也就是说碳碳双键是由一个σ键和一个π键组成,即双键中两个键是不等同的.π键原子轨道的重叠程度小于σ键,π键不稳定,容易断裂,所以含有双键的烯烃很容易发生加成反应,如乙烯(H2C=CH2)和氯(Cl2)反应生成氯乙烯(Cl—CH2—CH2—Cl).
乙炔分子(C2H2)中有碳碳三键(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
杂化方式的确定主要根据中心原子的配位原子数和孤对电子对数的总和.例如:若总和为2,就是sp无疑,若为3就是sp2,4就是sp3,
注意:若为5,则可能dsp3或sp3d,需要看中心原子可提供的轨道是内层的还是外层的.
共价键理论 -- 杂化轨道理论
杂化概念 :
在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫做杂化轨道。
形成CH4分子时,中心碳原子的 2s 和 2px, 2py, 2pz等四条原子轨道发生杂化,形成一组(四条)新的杂化轨道,即 4 条 杂化轨道,这些杂化轨道不同于 ...
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共价键理论 -- 杂化轨道理论
杂化概念 :
在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫做杂化轨道。
形成CH4分子时,中心碳原子的 2s 和 2px, 2py, 2pz等四条原子轨道发生杂化,形成一组(四条)新的杂化轨道,即 4 条 杂化轨道,这些杂化轨道不同于 s 轨道,也不同于 p 轨道,有自己的波函数、能量、形状和空间取向。
2) 杂化轨道的数目, 形状, 成分和能量
在杂化过程中形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的轨道的数目. CH4 中参加杂化的有 2s, 2px, 2py, 2pz 4条原子轨道, 形成的杂化轨道也是 4 条: 4 条完全相同的 杂化轨道.
杂化实质是波函数Ψ线性组合, 得到新的波函数, 即杂化轨道的波函数. 例如: s 和 px 杂化, 产生两个杂化轨道, 分别用Φ1和Φ2表示
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两者互为补充,结合使用最好,针对同一事物的不同理论之间总有相似之处,多元化的解释问题,取长补短,目的是为了更好的解释物质的结构问题。
杂化方式的确定主要根据中心原子的配位原子数和孤对电子对数的总和。例如:若总和为2,就是sp无疑,若为3就是sp2,4就是sp3,
注意:若为5,则可能dsp3或sp3d,需要看中心原子可提供的轨道是内层的还是外层的。...
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两者互为补充,结合使用最好,针对同一事物的不同理论之间总有相似之处,多元化的解释问题,取长补短,目的是为了更好的解释物质的结构问题。
杂化方式的确定主要根据中心原子的配位原子数和孤对电子对数的总和。例如:若总和为2,就是sp无疑,若为3就是sp2,4就是sp3,
注意:若为5,则可能dsp3或sp3d,需要看中心原子可提供的轨道是内层的还是外层的。
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实际上都不怎么样,哪个解释的通就用哪个,经典的烯烃,炔烃,苯相关的的还是用杂化理论,共价键理论有点老了,现主流有还是分子轨道理论。
价键理论不适宜用在高等化学中,在看采用什么杂化方式时先画出中心原子的轨道图即1s12s12p2````,依次下去。象上面提到若为5,则可能dsp3或sp3d,需要看中心原子可提供的轨道是内层的还是外层的。若更复杂呢?sp3d2呢/半满和全满类型呢/建议看浙江大学出版的《全国高中生化学竞赛辅导课程》,我以前用过,相信看后会很有收获!祝你成功!...
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价键理论不适宜用在高等化学中,在看采用什么杂化方式时先画出中心原子的轨道图即1s12s12p2````,依次下去。象上面提到若为5,则可能dsp3或sp3d,需要看中心原子可提供的轨道是内层的还是外层的。若更复杂呢?sp3d2呢/半满和全满类型呢/建议看浙江大学出版的《全国高中生化学竞赛辅导课程》,我以前用过,相信看后会很有收获!祝你成功!
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轨道的相互叠加过程叫原子轨道的杂化。原子轨道叠加后产生的新的原子轨道叫杂化轨道。
⑴ 在形成分子(主要是化合物)时,同一原子中能量相近的原子轨道 (一般为同一能级组的原子轨道) 相互叠加(杂化)形成一组的新的原子轨道。
⑵ 杂化轨道比原来的轨道成键能力强,形成的化学键键能大,使生成的分子更稳定。由于成键原子轨道杂化后,轨道角度分布图的形状发生了变化(形状是一头大,一头小),杂化...
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轨道的相互叠加过程叫原子轨道的杂化。原子轨道叠加后产生的新的原子轨道叫杂化轨道。
⑴ 在形成分子(主要是化合物)时,同一原子中能量相近的原子轨道 (一般为同一能级组的原子轨道) 相互叠加(杂化)形成一组的新的原子轨道。
⑵ 杂化轨道比原来的轨道成键能力强,形成的化学键键能大,使生成的分子更稳定。由于成键原子轨道杂化后,轨道角度分布图的形状发生了变化(形状是一头大,一头小),杂化轨道在某些方向上的角度分布,比未杂化的p轨道和s轨道的角度分布大得多,它的大头在成键时与原来的轨道相比能够形成更大的重叠,因此杂化轨道比原有的原子轨道成键能力更强。
⑶ 形成的杂化轨道之间应尽可能地满足最小排斥原理(化学键间排斥力越小,体系越稳定),为满足最小排斥原理, 杂化轨道之间的夹角应达到最大。
⑷ 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
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
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看实际情况,杂化轨道理论解释不了,用价键理论。