§2-4雜化軌道理論-價鍵理論(二)甲烷分子實測的和VSEPR模型預測的立體結構都是正四面體。若認為CH4分子里的中心原子碳的4個價電子層原子軌道一2s和2p、,2p、,2p分別跟4個氫原子的ls原子軌道重疊形成σ鍵,無法解釋甲烷的4個C-H鍵是等同的,因為碳原子的3個2p軌道是相互正交的(90°夾角),而2s軌道是球形的。為了能完滿地解釋分子或離子的立體結構,泡林以量子力學為基礎提出了雜化軌道理論。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL、雜化軌道理論要點1雜化與雜化軌道的概念在形成多原子分子的過程中,中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合,形成一組新的原子軌道。這個過程叫做軌道的雜化,產生的新軌道叫做雜化軌道。雜化軌道理論認為:在分子形成過程中,通常存在激發、雜化、軌道重疊等過程。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL2p雜化習如形成CH分子時,中心碳原子的2和22,2等四條原子軌道發生雜化形成一組(四條)新的雜化軌道,即4條四3雜化執道,這些乎3雜化軌道不同于s軌道,也不同于p軌道。雜化教道有自己的波函數、能量、形狀和空間取向。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL2雜化要點(1)原子軌道的雜化只有在分子形成過程才會發生,孤立的原子是不可能發生雜化的;(2)只有原子軌道能量相近的軌道才能發生雜化,形成的雜化軌道的數目等于參加雜化的原子軌道數目;(3)雜化軌道空間伸展方向會改變,軌道有更強的方向性和更強的成鍵能力,雜化軌道頭大一頭小,大頭用于成鍵(4)不同的雜化方式導致雜化軌道的空間分布不同,由此決定了分子的空間幾何構型不同。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL、雜化軌道類型(a)sp雜化sp雜化軌道組成!s和p的成份各空間伸展方向:兩條雜化軌道呈直線形分布互成180°角如BeCl2分子BeO○O激發2s22就DCOOBeclValadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL再如,炔烴中的一C=C一的σ骨架也是由Sp雜化軌道構建的。當中心原子取sp雜化軌道形成直線形的σ骨架時,中心原子上有兩個垂直于分子的σ骨架的未參與雜化的p軌道相互重疊,形成個π鍵。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL6)92雜化甲P雜化教道組成;:s威份1,p減份23空間伸展方向:三條雜化軌道呈三角形分布互成120角如BCl3平面三角形構型動igp雜化Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyLFBFFS2雜化軌道示意圖BF3分子結構示意圖3個sp2雜化軌道呈三角形分布,分別與3個C的3p成σ鍵,故BC3分子構型為平面三角形。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL再如,乙烯H2C=CH2、甲醛HC=O的結構圖:兀鍵丌鍵HHHHValadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL例如:用雜化軌道理論描述丙二烯(H2C=C=CH2)的分子結構,并且說明它的4個氫原子是否在一個平面上?解:丙二烯的2個端位碳原子采取p2雜化形式形成3個σ軌道,而中心碳原子采取sp雜化形式形成2個σ軌道,而剩余的未參與雜化的p軌道肩并肩的形式形成兩個T鍵。Valadononry.chAs