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高中化学竞赛/杂化理论

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1.理论的基本要点

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①能级相近的价电子轨道才能有效混杂,形成杂化轨道;

②杂化前后轨道的数目保持不变;

3.杂化后轨道伸展方向、形状以及能量发生改变,但是总能量保持不变。

下面以甲烷分子的形成过程来说明:

①激发:C原子为了能与4个H原子结合,必须要有三个成单电子,为此2s轨道的1个电子被激发到空的2p轨道上,这样就出现了4个成单电子。电子激发所需的能量可以通过形成共价键放出的能量来补偿。

②杂化:处于激发态的一个2s轨道和三个2p轨道线性组合成新的轨道——即杂化轨道,在这里为杂化轨道。要注意的是,孤立原子的轨道不会杂化,在形成分子的过程中才会杂化,并且只有能量接近的原子轨道才能发生有效的杂化。

3.成键:在甲烷分子中,4个H原子的1s轨道在四面体的4个顶点时,与C原子的4个杂化轨道重叠最大,所以甲烷为正四面体分子。