杂化轨道 _百度百科
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杂化轨道理论（Hybrid Orbital Theory)是1931年由鲍林(Pauling L)等人在的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。外文名Hybrid Orbital Theory别&&&&称杂化轨道提出时间1931应用学科化学
1.在成键的过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新原子轨道，这种轨道重新组合的方式称为杂化(Hybridization)，杂化后形成的新轨道称为杂化轨道(Hybrid Orbital)。
2.杂化轨道的角度函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道间最大程度地重叠，因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强（轨道是在杂化之后再成键）。电子云的形状
3.杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。按参加杂化的原子轨道种类，轨道杂化有sp和spd两种主要类型，分为sp杂化电子云图sp,sp2,sp3,dsp2,sp3d,sp3d2,d2sp3,按杂化后形成的几个杂化轨道的能量是否相同，轨道的杂化可分为等性和不等性杂化。
一个原子中的几个原子轨道经过再分配而组成的互相等同的轨道。原子在化合成分子的过程中，根据原子的成键要求，在周围原子影响下，将原有的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道。这种在一个原子中不同原子轨道的线性组合，称为原子轨道的杂化。杂化后的原子轨道称为杂化轨道。杂化时，轨道的数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变。组合所得的杂化轨道一般均和其他原子形成较强的σ键或安排孤对电子，而不会以空的杂化轨道的形式存在。在某个原子的几个杂化轨道中，全部由成单电子的轨道参与的杂化，称为等性杂化轨道；有孤对电子参与的杂化，称为不等性杂化轨道。
杂化轨道具有和s，p等原子轨道相同的性质，必须满足正交，归一性。
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109.3pm，键角为109°28′。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(Quantum Mechenical)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。sp3杂化电子云图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位于正四面体的中心，4个H位于四个顶角。杂化轨道种类很多，如(BCl3)分子中B有轨道，即由1个s轨道和2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道，在(BeCl2)中有轨道，在化合物中还有d轨道参与的sp3d和轨道等。以上几例都是阐明了共价单键的性质，至于和分子中的和的形成，又提出了σ键和的概念。如把两个成键间联线叫键轴，把原子轨道沿键轴方向“头碰头”的方式重叠成键，称为。把原子轨道沿键轴方向“肩并肩”的方式重叠，称为。例如在乙烯(C2H4)分子中有(C=C)，碳原子的激发态中2px，2py和2s另外一个2pz轨道未参与杂化，位于与平面垂直的方向上。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，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。也就是说是由一个σ键和一个组成，即双键中两个键是不等同的。原子轨道的重叠程度小于σ键，π键不稳定，容易断裂，所以含有双键的很容易发生，如乙烯(H2C=CH2)和氯(Cl2)反应生成(Cl—CH2—CH2—Cl)。
乙炔分子(C2H2)中有碳碳(HC≡CH)VSEPR(Valence-Shell Electron-Pair Repulsion)(价电子层互斥模型)　通过成键电子对数与孤电子(Lone Pair Electron)对数可判断中心原子杂化模型，成键电子对数：ABn中n的值；孤电子对数：（A价电子数-A成键电子数）/2。
价总数即两者之和，如价电子对总数为2时为sp杂化（直线形），为3时为sp2杂化（平面三角形），为4时为sp3杂化（），5——sp3d（三角双锥），6——sp3d2（）。而成键电子对数与孤电子对数的不同使得分子的构型不同。
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力强，形成的键键能大，使生成的分子更稳定。由于成两个P轨道形成的大π键键原子轨道杂化后，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（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。(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，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（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，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分子中的就是发生sp3杂化，它的结构经实验测知为结构，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。
(4)sp3d杂化
等性杂化为三角双锥结构，如PCl5
(5)sp3d2杂化
等性杂化为正八面体结构，如SF6
说明：以上只是常见的杂化轨道类型，在中还有更多的杂化类型。
“头碰头”的方式重叠成σ键，“肩并肩”的方式重叠为π键
例如在乙烯(CH2= CH2)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。
分子(C2H2)中有碳碳叁键(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，所以含三键的也容易发生加成反应。
杂化轨道限于最外层电子，而在第一层的两个电子不参与反应，而在其他层上有许多的轨道，电子会从能量低的层“跃迁”到能量高的层，而原来能量低的层是因为电子的运动方向相反，而跃迁以后电子就只向一种方向运动，所以能量会高。并且反应以后组成的能量介于原来的S轨道和P轨道能量之间。
几种杂化轨道之后的分子空间形态
sp杂化：直线型
sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形）
sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体）1、判断的对数
2．找出与中心原子相连的（即形成的的数量）
3．若二者相加等于2，那么采用SP杂化；若等于3，那么中心原子采用SP2杂化；若等于4，那么中心原子采用SP3杂化。
如乙烯，碳原子为中心原子，与其连接的原子数为3，同时碳的4个价电子均成键（3个σ键加1个π键），故孤对电子对数为零，所以0+3=3，采取SP2杂化；如氧化氢，氧原子为中心原子，与氧原子相连的原子数为2，同时氧剩余两对孤对电子，所以2+2=4，采用sp3杂化。说白了，最初原子轨道的杂化概念完全是人造的。是为了解释 CH4--四面体这类的现象。后来分子轨道理论出现，原子轨道的杂化就自然而然的被解释了---只不过是一种同原子的原子轨道的重新线性组合。同时，分子轨道理论也表明了这种组合（杂化）没有实际上的意义，而且有时会引起混乱。譬如：在杂化理论中，CH4中的八个成键电子是在同一种sp3轨道能级上. 但其实，它们是分在两个不同的能级上的（试验和分子轨道理论都表明了这一点）。但是由于杂化概念的方便，特别是在有机化学中被用来表示一个原子在分子中的几何环境。时至今日，杂化轨道仅被用来描述几何形状或环境。
除此之外，过分地强调杂化的其他“重要性”可能会对未来学习化学造成不必要的“弯路”。
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丙烯乙炔这类的怎么看化学键和杂化轨道啊？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
不明白怎么写结构式
提问者采纳
其实学习物质结构的化学键和分子结构这一块，最怕的就是各个理论问题混乱着用！首先要明白各理论的用途意义及限制，要知道各种理论都有其特定适合的区域，但也有各自的局限性！化学键形成判断主要是靠的 最外层电子数、化合价来判断，当然如果能理解了原子轨道更好！而杂化轨道理论主要是解释分子结构构型的，即一般是先知道空间构性，再去解释轨道怎么杂化，用于预测分子结构是很不合适的，真要去预测结构，还是VSEPR好用些！如 丙烯、乙炔，其首先是燃烧确定分子式
C2H2，然后根据碳的成键数量和特征，然后根据 成键特征推出 丙烷 CH3—CH=CH2，
乙炔H—C三C—H根据成键可确定 sigma键和π键；因为 双键碳是平面结构，所以应该是sp2杂化， 乙炔中 是直线结构，应该是sp杂化至于结构是平面还是直线，则是 VSEPR理论的范畴了
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C原子杂化轨道一般分为三种2个SP轨道+2个P轨道,3个SP2轨道+1个P轨道，4个SP3轨道，轨道总数都是,4，每个轨道可容纳两个电子，即共价电子对。丙烯构成双键的两个C原子外层电子轨道为3个SP2轨道+1个P轨道，双键的共价键形式为：一个P轨道与P轨道的π键，一个SP2轨道与SP2轨道的σ键；甲基C原子外层电子轨道为4个SP3杂化轨道。乙炔中C原子外层电子轨道为2个SP轨道+2个P轨道,双键的共价键形式为：一个SP轨道与SP轨道的σ键，两个P轨道与P轨道的π键。注：剩余的轨道都与H原子电子轨道构成σ键。
化学键是一个为了能直观的描述元素之间的成键方式或者饱和度的，杂化轨道需要有杂化理论知识，才能解决。烯烃为sp2杂化，炔烃为sp杂化
丙烯是CH2＝CH-CH3空间型，sp3杂化，乙炔CH≡CH是直线型的，sp杂化
烯是sp2 炔是sp
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在形成的过程中，中心原子的若干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。基本介绍实质上仍属于现代价键理论基本要点要满足原子轨道最大重叠原理空间形态几种杂化轨道之后的分子空间形态相关种类简称为sp型杂化
杂化轨道理论（hybrid orbital theory)是1931年由莱纳斯·鲍林(Pauling L)等人在价键理论的基础上提出的。虽然它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。
核外电子在一般状态下总是处于一种较为稳定的状态，即。而在某些外加作用下，电子也是可以吸收变为一个较活跃的状态，即激发态。在形成分子的过程中，由于原子间的相互影响，单个原子中，具有能量相近的两个能级中，具有能量较低的能级的一个或多个电子会激发而变为，进入能量较高的能级中去，即所谓的跃迁现象，从而新形成了一个或多个能量较高的能级。此时，这一个或多个原来处于较低能量的能级的电子所具有的能量增加到与原来能量较高的能级中的电子相同。这样，这些电子的轨道便混杂在一起，这便是杂化，而这些电子的状态也就是所谓的杂化态。
用化学语言讲，杂化轨道理论从电子具有波动性、波可以叠加的观点出发，认为一个原子和其他原子形成分子时，中心电子所用的电子轨道不是原来纯粹的s轨道或p轨道，而是若干不同类型、能量相近的电子轨道经叠加混杂、重新分配轨道的能量和调整空间伸展方向组成的同等数目的能量完全相同的新的电子轨道——杂化轨道，以满足化学结合的需要。这一过程称为电子轨道的杂化。只有最外电子层中不同能级中的电子可以进行轨道杂化，且在第一层的两个电子不参与反应。
不同能级中的电子在进行轨道杂化时，电子会从能量低的层跃迁到能量高的层，并且杂化以后的各电子轨道能量相等又高于原来的能量较低的能级的能量而低于原来能量较高的能级的能量。当然的，有几个参加杂化，杂化后就生成几个杂化轨道。
成键时，要满足原子轨道。
杂化后的电子轨道与原来相比在角度分布上更加集中，从而使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大，形成的更加牢固。（1）s－p型杂化
只有s轨道和p轨道参与的杂化，主要有以下三种类型：sp1杂化，sp2杂化 ，sp3杂化。
sp杂化轨道角度分布及其空间伸展方向示意图
（2）s－p－d型杂化
ns轨道，np轨道，nd轨道一起参与杂化称为s－p－d型杂化，主要有以下几种类型：
此外还有以内层的（n－1）d轨道，ns轨道，np轨道一起参与的杂化方式，它主要存在于过渡金属配位化合物中，例如d3sp3杂化、d2sp3杂化等。
（3）等性杂化和不等性杂化
杂化过程中形成杂化轨道可能是一组能量的并轨道，也可能是一组能量彼此不相等的轨道。因此，轨道的杂化方式可分为等性杂化和不等性杂化。几种杂化轨道之后的分子空间形态
sp杂化：直线形 如：CO2、CS2
sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形） 如：BCl3、
sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体） 如：CH4、CCl4
sp3d杂化：三角双锥 如：PCl5
sp3d2杂化：八面体（等性杂化为正八面体）
sp3d3杂化：五角双锥 如：IF7
dsp2杂化：平面四方形（等性杂化为正方形） 如：Pt(NH3)2Cl2(顺铂）
注： 中心原子有孤对电子的还要视孤对电子对数而定具体的空间结构 如：H2O V形（角形）轨道杂化一般发生在s轨道与p轨道之间，简称为sp型杂化。这类杂化轨道种类很多。可分为sp1;、sp2;、sp3;三种。
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单键的性质，至于和乙炔分子中的双键和的形成，又提出了和的概念。如把两个成键核间联线叫键轴，把沿键轴方向“头碰头”的方式重叠成键，称为。把沿键轴方向“肩并肩”的方式重叠，称为。例如在(CH2= CH2)分子中有(C=C)，碳原子的激发态中2px，2py和2s形成sp2杂化轨道，这3个轨道相等，位于同一平面并互成120℃，另外一个pz轨道未参与杂化，位于与平面垂直的方向上。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，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。也就是说是由一个σ键和一个组成，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)反应生成氯乙烷(Cl—CH2—CH2—Cl)。
乙炔分子(C2H2)中有碳碳叁键(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，另外一个sp杂化轨道形成C原子之间的，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。即碳碳三键是由一个σ键和两个组成。这两个不同于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。以CH4分子的形成为例。
基态C原子的外层电子构型为2s22px12py1。在与H原子结合时，2s上的一个电子被激发到2pz轨道上，C原子以激发态2s12px12py12pz1参与化学结合。当然，电子从2s激发到2p上需要，但由于可多生成二个共价键，放出更多的能量而得到补偿。
在成键之前，激发态C原子的四个单电子分占的轨道2s、2px、2py、2pz会互相“混杂”，线性组合成四个新的完全等价的杂化轨道。此杂化轨道由一个s轨道和三个p而成，故称为sp3杂化轨道。经杂化后的轨道一头大，一头小，其方向指向的四个顶角，不同于原来的原子轨道。
形成的四个sp3杂化轨道与四个H原子的1s原子轨道重叠，形成（sp3-s）σ键，生成CH4分子。
由于杂化轨道的电子云分布更为集中，杂化轨道的成键能力比未杂化的各原子轨道的成键能力强，故形成CH4分子后体系能量降低，分子的稳定性增强。
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为什么碳碳单键是SP3杂化，碳碳双键是SP2杂化，碳碳三键是SP杂化? sp2和sp3杂化有什么不同？
最好有图解
sp杂化：以乙炔为例，碳原子用一个2s轨道和一个2p轨道进行杂化，形 成两个相等的sp杂化轨道。每个sp杂化轨道包含1/2s轨道成分和1/2p轨道成分，这两个sp杂化轨道的对称轴形成180度的夹角，处于同一直线。sp2： 在乙烯中，碳原子用一个2s轨道和两个2p轨道进行杂化，重新组成三个相等的sp2杂化轨道。每个sp2杂化轨道包含1/3s轨道成分和2/3p轨道成分。三个相等的sp2杂化轨道对称地分布在碳原子的周围，且处于同一平面上，对称轴之间的夹角为120度。sp3：烷烃中，碳原子在成键时，能量相近的2s轨道中的一个电子跃迁到2pz轨道中，然后一个2s轨道和三个2p轨道进行杂化，形成四个能量相等的杂化轨道，称为sp3杂化轨道。两个轨道对称轴之间的夹角为109.5度 首先要明白一个轨道能级的概念。电子在围绕核放置时，其能量是固定的，按能量级大小分别可以分为S、P、D、F四个能级。其中第一层最多有两个电子，即只有一个S轨道；第二、三层最多有8个电子，包含一个S轨道和一个P轨道；第四层最多的18个电子，包含一个S、一个P、一个D轨道；……依次类推，目前已知的原子中电子最多的一层包含32个电子，包含SPDF轨道各一个。在各轨道中，S轨道包含一个轨道，最多可有两个自旋方向相反的电子，当轨道电子为零空或满时处于稳定状态，即类似氢离子和氦原子的状态。P轨道包含三个轨道，最多可容纳6个电子,当三个轨道为全空、全満时为稳定状态，当三个轨道各只有一个电子时，由于电子自旋方向相同时，也处于一种稳定状态，称为亚稳定状态；D轨道有五个轨道，最多容纳10个电子，稳定状态理由同上；F轨道有7个轨道，最多容纳14个电子，稳定状态理由也同上。当原子失去电子时，它首先失去的是外层的电子，当电子由高层轨道向低层轨道转移时，称为“跃迁”，此时多余的能量将被释放出，这就是化学反映中发光、发热的原因。同理，当电子吸收了外界能量，使其轨道由低层次向高层次转移时，称为“激发”，处于激发态的电子很不稳定，很快便会向低轨道（正常轨道）“跃迁”，同时放出恒定的能量，如果是发光，同发出的是单纯的色光，即“激光”。激光就是利用一些物质（如红宝石）能够稳定的被激发→跃迁的原理进行的。至于成键能力，这只是有关于化合价的一些概念。明白了轨道杂化的概念，共价键等概念就太好理解了。最后举一个例子，可能对你理解上述这些概念有好处碳（C）是第6位元素，在其原子中含有6个电子，其电子轨道是1s2 2s2 2p2，其中第2级轨道形成杂化轨道，在2S和2P轨道中四个电子呈自旋方向相同状态，即形成类似2S1 2P3的状态，此时原子处于亚稳定状态。这就是碳为何稳定的原因。
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