sp2杂化
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
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
键。所以,在乙烯分子中是以双键结合,双键由一个
键与一个
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![]()
型大
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
- 2p~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