为什么杂化轨道形状不同，键角不同？

Question

如题所述

Answer 1

键角大小的影响因素如下：

杂化方式、价层电子对环境，与键长、键能的大小无关，参与成键的原子半径、成键原子的周围环境，与成键原子的半径和成键数目有关。

拓展知识：

键角是指在分子中，一个原子与其他两个原子形成的两个化学键之间的夹角叫做键角。键角是反映分子空间结构的重要因素之一。从原则上说，键角可以用量子力学近似方法计算出来，但对复杂分子，但实际上键角还是通过光谱、衍射等结构实验测定的。

实际上键角是成键电子云密度最大方向对称轴之间的夹角。键角的大小与成键中心原子的杂化状态有关。如，sp3、sp2、sp杂化状态的碳，成键时形成的键角约是109°28'、120°、180°。此外，键角的大小还与中心碳原子上所连的基团有关

孤对效应：

孤电子对与成键电子对的电子云分布不同，成键电子又受到两个成键原子核的吸引，电子云比较集中在键轴的位置，而孤电子对则只受中心原子核的吸引，在原子周围占的体积比较“肥大”。

孤电子对的这种特性，使它比键对更强烈的排斥相邻电子对，导致孤电子对与相邻电子对之间平均距离大于成键电子对与同一电子对之间的平均距离。

因此，对于具有相同价层电子对总数的分子或离子来说，由于互斥作用的强弱不同，若中心原子价层轨道上存在孤电子对，则诸电子对在空间的排布就要偏离标准键角。孤电子对越多，键角愈小。

电负性效应：

一中心原子和配位原子的电负性，也将影响分子的键角。当与中心原子键合的配位原子电负性增大时，成键电子对将向配位体方向移动，离中心原子较远，使键对间的斥力减小，从而键角也随之减小。即键角随配位原子电负性的增加而减小。

同理，当配位原子相同，中心原子不同时，随中心原子电负性增大，价电子对偏向中心原子，电子对之间斥力增加，从而使生成的键角增大，即键角随中心原子电负性增加增大。