化学杂化轨道理论求助！

Question

1•为什么像NH3 以及NF3 采取了sp3杂化 中心原子外边都只结合了三个原子呢？不是sp3杂化有四个轨道 就应该像CH4结合四个原子吗？或者说NH3 NF3不是应该是sp2杂化吗？
2•还有就是具体NF3 NH3是怎么杂化的呢？N的2s 2p能级上共5个电子 sp3怎么杂化呢？
3•那像NH3 NF3这样中心原子采用sp3杂化 最后分子空间构型却不是四面体而是其他形状的物质还有哪些？还有哪些其他形状？可能呈V型吗？
4•为什么我们老师说按照先前的理论CH4本来应该是CH2 有了杂化轨道理论后才得出是CH4

求救啊！这节彻底没听懂啊！

Answer 1

1、还有N的一对孤电子对占一个杂化轨道。1（孤电子对）+3（成建电子对）=4，即C、N价层电子对数为4=杂化轨道数4，是sp3。
2、N的一个2s轨道，三个3p（x、y、z）轨道，共四个，一起杂化成4个sp3，其中s占25%成分。杂化后一个杂化轨道占一对电子，孤电子对，另三个杂化轨道各含一个电子用来成键。这种几个杂化轨道不完全相同的叫不等性杂化。甲烷中C为等性杂化。
3、包括孤电子一起是四面体，而分子结构不看孤电子，剩下自然是三角锥。只要有孤电子对，分子的构型与含孤电子的价层电子对模型的构型就不一致。有。H2O，O 为Sp3，两队孤对电子，V型。
4、你表述是错的。可能是你的表述的问题，记住现有结构，再有杂化理论理解。不可能出现CH2，C最外层电子4个，应该差4个达八个，达相对稳定，也该是CH4，只是不用杂化解释的话，C原子的3个3p轨道是相互垂直，没办法解释夹角109.5°。才用杂化轨道解释的。先知道结构再轨道。（选修3涉及大学知识，不少高中老师毕业太久忘了，不一定全懂，我们学校就是。我也是化学老师）

通常用VSEPR理论预测（有局限，多数可行），再用杂化轨道（也有局限）解释。
比如H2O测出不是90°，按理俩2p垂直该90°，用VSEPR预测分子V型，符合实际，再用杂化理论解释。完美。
但H2S不杂化，不能预测结构。

Answer 2

1.杂化
杂化轨道
杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
2.杂化的过程
杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。如CH4分子的形成过程：碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，这个过程称为激发，但此时各个轨道的能量并不完全相同，于是1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。然后4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形成4个相同的σ键，从而形成CH4分子。由于四个C-H键完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体，键角109º28＇。
3.杂化轨道的类型
⑴sp杂化
sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成的。sp杂化轨道间的夹角使180º，呈直线形。例如，气态的BeCl2分子的结构。Be原子的电子层结构是1s22s2,从表面上看Be原子似乎不能形成共价键，但是激发状态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，经过杂化形成两个sp杂化轨道，与氯原子的3p轨道重叠形成两个sp-pσ键。由于杂化轨道间的夹角为180º，所以形成的BeCl2分子的空间构型是直线形的。
⑵sp2杂化
sp2杂化是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的。sp2杂化轨道间的夹角使120º，呈平面三角形。例如BF3分子的结构。B原子的电子层结构是1s22s22px1,当硼原子与氟原子反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使B原子的电子层结构是1s22s22px12py1。硼原子的2s轨道和两个2p轨道杂化组合成三个sp2杂化轨道，硼原子的三个sp2杂化轨道分别与三个氟原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2-p的σ键，由于三个sp2杂化轨道在同一个平面而且杂化轨道间的夹角为120º，所以BF3分子具有平面三角形结构。
⑶sp3杂化
sp3杂化是由一个ns轨道和三个np轨道组合而成的。Sp3杂化轨道间的夹角是109º28＇，呈正四面体结构。例如CH4分子的结构。C原子的电子层结构是1s22s22px12py1。碳原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使碳原子的电子层结构是1s22s22px12py12pz1。碳原子的2s轨道和三个2p轨道杂化组合成四个sp3杂化轨道，碳原子的四个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形成4个相同的σ键，从而形成CH4分子。所以形成的CH4分子为正四面体，键角109º28＇。