• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 4.具体形成过程
  • 4.1.乙烯
  • 4.2.苯环
  • 4.3.BF3
  • 5.注意事项
  • 6.参考资料

sp2杂化

轨道杂化方式

sp2杂化是由同一层的一个s轨道与2个p轨道中的两个形成,多用于形成两个单键与一个双键,即形成有机物中的烯烃、醛、酮、酰等。Sp2轨道杂化是基于轨道杂化理论的一个重要分支,是一种比较常见的轨道杂化方式。

基本信息

  • 中文名

    sp2杂化

  • 外文名

    sp2 hybridization

  • 所属学科

    化学物理

  • 属性

    杂化方式

  • 轨道夹角

    120°

  • 含义

    同一原子内由1个ns轨道和2个np轨道参与的杂化

  • 轨道平面

    平面正三角形

基础定义

同一原子内由1个ns轨道和2个np轨道参与的杂化称为sp2杂化,所形成的3个杂化轨道称为sp2杂化轨道。各含有1/3的s成分和2/3的p成分,杂化轨道间的夹角为120°,呈平面正三角形。1

具体形成过程

乙烯

乙烯是最普遍的sp2杂化形式,碳原子在形成乙烯分子时,每个碳原子的2s轨道与两个2p轨道发生杂化,称为sp2杂化,其形状与sp3杂化轨道相似,在空间以碳原子为中心指向平面三角形的三个顶点。未杂化的一个2p轨道则垂直与杂化轨道的平面。三个sp2杂化轨道与未杂化的一个2p轨道各有一个未成对电子。两个碳原子分别以一个sp2杂化轨道互相重叠形成image键,两个碳原子的另外两个sp2杂化轨道分别与氢原子结合。所有碳原子和氢原子在同一平面上,而两个碳原子未杂化的2p轨道垂直于这个平面。它们互相平行,彼此肩并肩重叠形成image键。所以,在乙烯分子中是以双键结合,双键由一个image键与一个image键构成。

苯环

苯环中的每个碳原子采用sp2杂化方式,每个碳原子都有一未参加杂化的p轨道。由于苯是平面分子,因此6个未参加杂化的p轨道互相平行。所以苯分子中有imageimage型大image键。

BF3

实验测知BF3的4个原子在同一平面上,键角∠FBF等于120°。B原子的外层电子构型是2s22p1,成键时1个2s电子激发到1个空的2p轨道上,与此同时,1个s轨道和2个p轨道“混合”起来成为3个杂化轨道,分别与3个F原子成键。2

注意事项

(1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生;

(2)能量相近的原子轨道间才能发生杂化,能量相近通常是指:ns与np、ns,np与nd或(n-1)d。1

参考资料

  • 1
    无机化学第五版 高等教育出版社 大连理工大学无机化学教研室
  • 2
    p~2杂化三维碳材料构建研究进展 朱彦武; 陶柱晨; 倪堃 中国科学技术大学学报 2017-02-15