高中化學競賽/雜化理論

1.理論的基本要點

①能級相近的價電子軌道才能有效混雜，形成雜化軌道；

②雜化前後軌道的數目保持不變；

3.雜化後軌道伸展方向、形狀以及能量發生改變，但是總能量保持不變。

下面以甲烷分子${\ce {CH4}}$的形成過程來說明：

①激發：C原子為了能與4個H原子結合，必須要有三個成單電子，為此2s軌道的1個電子被激發到空的2p軌道上，這樣就出現了4個成單電子。電子激發所需的能量可以通過形成共價鍵放出的能量來補償。

②雜化：處於激發態的一個2s軌道和三個2p軌道線性組合成新的軌道——即雜化軌道，在這裏為${\ce {sp^3}}$雜化軌道。要注意的是，孤立原子的軌道不會雜化，在形成分子的過程中才會雜化，並且只有能量接近的原子軌道才能發生有效的雜化。

3.成鍵：在甲烷分子中，4個H原子的1s軌道在四面體的4個頂點時，與C原子的4個雜化軌道重疊最大，所以甲烷為正四面體分子。