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[拼音]:zahua guidao

[英文]:hybrid orbital

几个原子轨道经过再分配而组成的互相等同的轨道。碳原子的基组态 (1s22s22p峗2p峜)有两个未成对的电子,这会令人想到它可以生成有两个碳-氢键的CH2分子,但是碳原子与氢原子生成稳定的甲烷CH4分子,即碳原子表现为四价。这是由于碳原子的激发态参加成键之故,也即碳原子的一个2s电子被激发到2p能级,得到包括四个单佔据原子轨道的组态(2s12p峗2p峜2p峧),由此可生成四个电子对键。当碳原子从基态3P0(1s22s22p峗2p峜)激发到价组态5S(1s22s12p峗2p峜2p峧)时,需要8.26电子伏的激发能。因为生成一个碳-氢键将放出能量4.34电子伏,生成一个 CH4分子放出的能量大大超过激发能而有剩馀,从而导致 CH4分子有很高的稳定性(见图)。

从碳原子的价态性质可见,CH4分子应有三个碳-氢键是由1sH轨道和2pC轨道生成的,且相互垂直;另一个碳-氢键则是由1sH和2sC生成的,并同前三个碳-氢键的性质不同。实验事实表明,四个碳-氢键是完全等同的,且四个H─C─H键角都是109°28′,每个碳-氢键都指向四面体顶点方向。为了得到四面体指向的四个碳原子轨道,必须把2s、 2px、2Py、2pz轨道线性组合起来构成四个新的原子轨道。这些线性组合得到的新原子轨道称为杂化轨道。下面列举的杂化轨道是由一个 s轨道和三个p轨道组成,通常称为sp3杂化轨道,其形式为:

此外,还有其他各种杂化型别(见表):

更多信息: 担保

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