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材料物理论文两千字量子力学角度理解轨道杂化

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yulinzhu
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尘世繁华

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杂化,就是原子受到外部因素影响(如碳和氢、氧和氢反应),外层的不同轨道(s、p轨道)互相影响,从不稳定的应激状态变成稳定状态,重新组合成新的轨道的过程。sp杂化轨道学得最多用得最多,也被讨论得最多。有没有其他轨道之间的杂化?我估计是有的,我估计也是很复杂的。什么元素容易发生杂化?有s轨道又有p轨道的,但是又不完整容易吸引外部氢元素的,所以碳氮氧都容易发生sp杂化。(氟会不会杂化我暂时不太确定,等其他高人解答吧)sp杂化,就是球形的s轨道和哑铃型的p轨道合体变成一大一小的新的轨道。下图是一个s轨道和一个p轨道得到两个sp1杂化轨道,右边的图中相对的一大一小两半是一个轨道。

材料物理论文两千字量子力学角度理解轨道杂化

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Taracy

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。那末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。
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翼飞重天

怎样区分是吗?以NH3为例为你说明NH3中,一个N与三个H相连,就记住3,N有一对孤对电子,也就是两个【1对】未成键电子,记住1 3+1=4 那NH3就是SP3【4-1】杂化CH4 与4个H相连,没有故对电子 4+0=4 也是SP3CH2=CH2 与2个H1个C相连【2+1=3】,没有故对电子 3+0=3 3-1=2 所以SP2同理,你可以试一试算一算H2O,CHCH,HCL,等分别是什么杂化方式
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