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轨道杂化方式和轨道杂化类型一样吗? 三氯化硼的杂化轨道类型

发布时间:2023-10-14 13:27:57编辑:温柔的背包来源:

网上有很多关于轨道杂化方式和轨道杂化类型一样吗?的问题,也有很多人解答有关三氯化硼的杂化轨道类型的知识,今天每日小编为大家整理了关于这方面的知识,让我们一起来看下吧!

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一、轨道杂化方式和轨道杂化类型一样吗?

二、三氯化硼的杂化轨道形成的过程是什么

一、轨道杂化方式和轨道杂化类型一样吗?

在形成分子的过程中,由于原子之间的相互作用,几个类型不同、能量相近的原子轨道相互混合,重新组合成一组能量相等、成分相同的新轨道。这个过程叫做杂交。杂化形成的新轨道称为杂化轨道,与其他原子轨道重叠时形成共价键。

在形成分子的过程中,原子倾向于进一步线性组合原有的原子轨道,形成新的原子轨道,以使形成的化学键更强,更有利于系统能量的降低。价键理论有力地论证了共价键的本质和特征,但它侧重于共享一对电子形成共价键,却在解释许多分子和原子的价键数目和分子空间结构时遇到困难。

比如C原子的价电子是2s22p2。根据电子构型定律,两个S电子成对,只有两个P电子不成对。在许多含碳化合物中,C是4价而不是2价。可以假设一个S电子被激发到P轨道。那么一个S轨道和三个P轨道有不成对的电子,可以形成四个共价键,但是S和P的成键方向和能量应该是不同的。实验表明,CH4分子中的四个C-H共价键是完全等价的,键长为114pm,键角为109 28。

很多分子,比如BCl3,BeCl2,PCl3,都有类似的情况。为了解释这些矛盾,鲍林于1928年提出了杂化轨道的概念,丰富和发展了价键理论。他根据量子力学的观点,提出在同一个原子中,能量相近的几个不同类型的原子轨道在成键时可以相互重叠和重组,成为数目相同、能量相等的新轨道,称为杂化轨道。

C原子中的一个2s电子被激发到2p后,一个2s轨道和三个2p轨道重新组合成四个sp3杂化轨道,它们与四个H原子形成四个相同的C-H键,C位于正四面体的中心,四个H位于四个顶角。杂化轨道有很多种。例如在三氯化硼(BCl3)中,B有sp2杂化轨道,即一个S轨道和两个P轨道结合形成三个sp2杂化轨道,而在氯化铍(BeCl2)中,过渡金属化合物中也有sp3d和sp3d2杂化轨道。

上面的例子都说明了共价单键的性质。对于乙烯和乙炔分子中双键和三键的形成,提出了键和键的概念。比如两个键核之间的连线称为键轴,原子轨道在键轴方向重叠成键,称为键。原子轨道沿着键轴并排重叠,称为键。

比如乙烯(CH2=CH2)的分子中有一个碳碳双键(C=C)。在碳原子的激发态,2px、2py和2s形成sp2杂化轨道。这三个轨道具有相同的能量,它们在同一平面上,并且相互之间成120角。另一个pz轨道不参与杂化,在垂直于平面的方向。碳-碳双键中的Sp2杂化如下所示。

这三个sp2杂化轨道中的两个分别与两个H原子形成单键,另一个sp2轨道与C的另一个sp2轨道形成头对头的键,而垂直方向的pz轨道形成并排的键。也就是说,碳碳双键是由一个键和一个键组成的,即双键中的两个键不相等。

键的原子轨道重叠程度小于键,键不稳定,容易断裂,所以带双键的烯烃容易发生加成反应,如乙烯(H2C=CH2)和氯气(Cl2)生成氯乙烯(Cl-CH2-CH2-Cl)。乙炔分子(C2H2)中有一个碳碳三键(HCCH),激发态C原子中的2s和2px轨道形成sp杂化轨道。

两个能量相等的sp杂化轨道在同一直线上,其中一个与H原子形成单键,另一个sp杂化轨道在C原子之间形成键,而不参与杂化的py和pz与X轴相互垂直,它们与另一个C的py和pz以并排的方式形成键。即碳碳三键由一个键和两个键组成。这两个键不同于键,轨道重叠少且不稳定,容易断裂,所以含三键的炔烃也容易发生加成反应。

杂化轨道仅限于最外层电子,但第一层的两个电子不参与反应,而其他层的轨道很多,电子会从低能层“跳”到高能层。原来的低能层是因为电子是反方向运动的,但是跳跃后电子只朝一个方向运动,所以能量会高。并且反应后组合物的能量在原始s轨道和p轨道能量之间。

二、三氯化硼的杂化轨道形成的过程是什么

在形成分子的过程中,由于原子之间的相互作用,几个类型不同、能量相近的原子轨道相互混合,重新组合成一组能量相等、成分相同的新轨道。这个过程叫做杂交。杂化形成的新轨道称为杂化轨道,与其他原子轨道重叠时形成共价键。

在形成分子的过程中,原子倾向于进一步线性组合原有的原子轨道,形成新的原子轨道,以使形成的化学键更强,更有利于系统能量的降低。价键理论有力地论证了共价键的本质和特征,但它侧重于共享一对电子形成共价键,却在解释许多分子和原子的价键数目和分子空间结构时遇到困难。

比如C原子的价电子是2s22p2。根据电子构型定律,两个S电子成对,只有两个P电子不成对。在许多含碳化合物中,C是4价而不是2价。可以假设一个S电子被激发到P轨道。那么一个S轨道和三个P轨道有不成对的电子,可以形成四个共价键,但是S和P的成键方向和能量应该是不同的。实验表明,CH4分子中的四个C-H共价键是完全等价的,键长为114pm,键角为109 28。

很多分子,比如BCl3,BeCl2,PCl3,都有类似的情况。为了解释这些矛盾,鲍林于1928年提出了杂化轨道的概念,丰富和发展了价键理论。他根据量子力学的观点,提出在同一个原子中,能量相近的几个不同类型的原子轨道在成键时可以相互重叠和重组,成为数目相同、能量相等的新轨道,称为杂化轨道。

C原子中的一个2s电子被激发到2p后,一个2s轨道和三个2p轨道重新组合成四个sp3杂化轨道,它们与四个H原子形成四个相同的C-H键,C位于正四面体的中心,四个H位于四个顶角。杂化轨道有很多种。例如在三氯化硼(BCl3)中,B有sp2杂化轨道,即一个S轨道和两个P轨道结合形成三个sp2杂化轨道,而在氯化铍(BeCl2)中,过渡金属化合物中也有sp3d和sp3d2杂化轨道。

上面的例子都说明了共价单键的性质。对于乙烯和乙炔分子中双键和三键的形成,提出了键和键的概念。比如两个键核之间的连线称为键轴,原子轨道在键轴方向重叠成键,称为键。原子轨道沿着键轴并排重叠,称为键。

比如乙烯(CH2=CH2)的分子中有一个碳碳双键(C=C)。在碳原子的激发态,2px、2py和2s形成sp2杂化轨道。这三个轨道具有相同的能量,它们在同一平面上,并且相互之间成120角。另一个pz轨道不参与杂化,在垂直于平面的方向。碳-碳双键中的Sp2杂化如下所示。

这三个sp2杂化轨道中的两个分别与两个H原子形成单键,另一个sp2轨道与C的另一个sp2轨道形成头对头的键,而垂直方向的pz轨道形成并排的键。也就是说,碳碳双键是由一个键和一个键组成的,即双键中的两个键不相等。

键的原子轨道重叠程度小于键,键不稳定,容易断裂,所以带双键的烯烃容易发生加成反应,如乙烯(H2C=CH2)和氯气(Cl2)生成氯乙烯(Cl-CH2-CH2-Cl)。乙炔分子(C2H2)中有一个碳碳三键(HCCH),激发态C原子中的2s和2px轨道形成sp杂化轨道。

两个能量相等的sp杂化轨道在同一直线上,其中一个与H原子形成单键,另一个sp杂化轨道在C原子之间形成键,而不参与杂化的py和pz与X轴相互垂直,它们与另一个C的py和pz以并排的方式形成键。即碳碳三键由一个键和两个键组成。

这两个键不同于键,轨道重叠少且不稳定,容易断裂,所以含三键的炔烃也容易发生加成反应。杂化轨道仅限于最外层的电子,而第一层的两个电子不参与反应,而其他层的轨道很多,电子会从低能层“跳”到高能层,但原来的低能层是因为电子反方向运动,跳完之后电子只朝一个方向运动。

并且反应后组合物的能量在原始s轨道和p轨道能量之间。

以上就是关于轨道杂化方式和轨道杂化类型一样吗?的知识,后面我们会继续为大家整理关于三氯化硼的杂化轨道类型的知识,希望能够帮助到大家!