sp3混成
外觀
sp3混成 | |
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sp3混成後的電子軌域排佈 (以碳元素為例) | |
參與sp3混成的原子軌域 | |
s軌域 | 1個 |
p軌域 | 3個 |
含有採用sp3混成原子的分子或離子 | |
B | B2Cl6 |
C | CH4 |
N | NH3 |
O | H2O、H2O2 |
S | SO42- |
sp3混成(英語:sp3 hybridization)是指一個原子同一電子層內由一個ns軌域和三個np軌域發生混成的過程。原子發生sp3混成後,上述ns軌域和np軌域便會轉化成為四個等價的原子軌域,稱為「sp3混成軌域」。四個sp3混成軌域的對稱軸兩兩之間的夾角相同,皆為109°28'。sp3混成一般發生在分子形成過程中。混成發生前,原子最外層s軌域中的一個電子被激發至p軌域,使將要發生混成的原子進入激發態;之後,該層的s軌域與三個p軌域發生混成。此過程中,能量相近的s軌域和p軌域發生疊加,不同類型的原子軌域重新分配能量並調整方向。
以碳原子為例:處於基態的碳原子(電子排佈式為:1s22s22p2)的一個2s電子激發至一個空的2p軌域上,使原子進入激發態(電子排佈式為:1s22s12p3)。然後,一個2s軌域再和上述三個各填充了一個電子的2p軌域進行sp3混成,形成四個sp3混成軌域。該過程中碳原子的原子軌域排佈變化情況如下圖所示:
在有機化學中,碳原子與其他原子以單鍵連接時(如烷烴、環烷烴中的碳碳單鍵和碳氫單鍵等),碳原子均採用sp3混成形式。[1]
參考文獻
[編輯]- ^ 孔祥文等. 《有机化学》. 北京: 化學工業出版社. 2010年2月: 35 [2012-01-20]. ISBN 978-7-122-07037-1. (原始內容存檔於2019-02-17) (中文).