一.到底什么是杂化轨道,有什么用?
答:这个问题相比较难回答一点儿。简洁回答就是:杂化轨道理论是解释分子结构众多理论中的一种理论,用于解释分子是怎样的一种结构及判断分子结构的稳定性,进而分析分子的化学性质。
复杂点解释:人们为了了解并掌握进而能运用分子的化学性质,就迫切的想要知道分子的化学结构。通过化学性质的研究可以推测物质的化学结构,同时,根据化学结构又可预见物质的化学性质。分子是由原子组成的。那么原子是怎样结合在一起形成分子的呢?通常人们认为是由于原子间存在着强的作用力,这种力愈强,形成的分子就愈稳定。人们又为了解释并便于描述这种力,就给这种力起了一个名字叫做“键”。(化学键的定义:分子内部直接相邻原子间的强的相互作用力称为化学键)。通常将化学键划分成三种类型:离子键、共价键和金属键(这个应该是知道的)。离子键、金属键这里就不再给你解释了。人们为了解释并分析共价键的形成、存在状态、以及与分子性质的关系等等,形成了众多理论,大家比较认同的理论有:经典路易斯学说、现代价键理论、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子轨道理论等等。这些理论都有各自的特点,都能解释大部分分子的结构及相应出现的分子性质。但是这些理论的形成毕竟是建立在部分现象、分析、总结的基础上,由于都不全面,因此都存在一定的弊端,对某些分子不能解释,比如在预言非过渡元素化合物的几何构型方面,杂化轨道有时候就无能为力,而价层电子对互斥理论就很好解释通了。另外,这些理论又不是孤立存在的,有时候一些理论的形成是建立在另一理论基础上的,比如杂化轨道理论就是现代价键理论的一部分,是它的发展、补充。
说以上的一大堆废话的目的呐就是要告诉你,杂化轨道理论它就是一种人们对未知事物的描述总结出的相对合理的解释而已。现在言归正传,杂化轨道理论认为原子轨道在成键的过程中并不是一成不变的。同一原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道,在成键过程中可重新组合成相同数目的新的原子轨道,而改变了原来原子轨道的状态,这一过程称为杂化。形成的新轨道叫杂化轨道。杂化轨道的作用就是:用合适的杂化轨道形式解释分子的形成,然后根据这种合适的杂化轨道形式,分析分子中电子云的分布形式(分子中哪个地方电子云密,哪个地方电子云疏,这样分子就有一定的极化,某些地方就会显示一定的电负性),再根据电子云的分布形式分析分子的化学性质,一般因轨道杂化成键后,电子越分散(如分布于整个分子中),分子越稳定。C2H4中电子则是密集分布在双键平面的上下方,相对于饱和烃(电子越分散)就不稳定(见下图)。
啰嗦了一堆~~
二.C2H4具体是如何杂化的?
答:C2H4中的C是SP2杂化(两个C都是)。
那么1S轨道上有2个电子(满的),2S轨道上有2个电子(满的),2P轨道的两个P轨道上各有一个电子(不满),一个P轨道是空的无电子。】;
【1S轨道上有1个电子(不满)】。
1:每个碳的2S轨道上的一个电子跃迁到2P空轨道上,再进行SP2杂化,形成三个SP2杂化轨道和一个2P轨道,四个轨道上各有一个电子。
2:每个碳的两个SP2轨道分别与两个氢的含单电子的1S轨道头碰头形成两个σ键,另外一个SP2轨道与另一个碳的SP2轨道头碰头形成σ键;每个碳剩余的一个2P轨道与对方的2P轨道肩并肩形成一个π键。
来自:求助得到的回答杂化轨道:一种现代价键理论