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等性杂化与不等性杂化比较

(1) 等性杂化:

①概念:由不同类型的原子轨道“混合”起来,重新组合成一组完全等同的等性杂化与不等性杂化比较杂化轨道的过程称为等性杂化, 形成的轨道为等性杂化轨道。各个杂化轨道的形状和能量完全相同。

②条件:当成键原子中参与杂化的原子轨道上的电子数目等于杂化轨道数目,且与之成键的原子也完全相同, 其杂化就是等性杂化。例如,CH4和CCl4…与中心原子键合的是同一种原子,分子呈高度对称的正四面体构型, 其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别,这种杂化类型叫做等性杂化。

(2) 不等性杂化

①概念:由不同类型的原子轨道“混合”起来,重新组合成一组不完全等同的杂化轨道(形成的杂化轨道的能量不完全相等,所含的成分也不完全相同)的过程称为不等性杂化,形成的轨道为不等性杂化轨道。参与杂化的原子轨道中存在等性杂化与不等性杂化比较孤对电子,则形成的杂化轨道的形状和能量不完全相同。

②条件

I、当成键原子中参与杂化的原子轨道上的电子数目等于杂化轨道数目,但是与之成键的原子不完全相同, 其杂化就是不等性杂化。例如,CHCl3和CH2Cl2…(另一种看法是:等性杂化并不表示形成的共价键等同。例如, CHCl3为变形四面体,分子中三个C-Cl键与C-H键并不等同,但C采取的杂化方式仍是sp3等性杂化。)

II、当成键原子中参与杂化的原子轨道上的电子数目多于杂化轨道数目,有的杂化轨道上必然会被孤对电子所占据,而被孤电子对占据的杂化轨道所含的 s 成分比单个电子占据的杂化轨道含的 s 成分略大,更靠近中心原 子的原子核,对成键电子对具有一定的排斥作用,参与成键杂化轨道具有更多的p轨道特征,此时,虽然与之成键的原子完全相同,其杂化就是不等性杂化。例如,H2O中的O、NH3分子中的N和CH4分子中的C 一样,采 取的是sp3杂化。但由于H2O、NH3分子中保留有孤对电子,四个杂化轨道中只有部分参与成键,为不等性杂 化,因此分子的形状是不对称的。(CH4分子中的等性杂化与不等性杂化比较键角109°28'  NH3分子中的键角107°18  H2O分子中的键角 104°45)

判断是否等性杂化,要看各条杂化轨道的能量是否相等,不能看未参加杂化的轨道的能量。

H2O “V”字形,NH3和H3O三角锥形,CHCl3和CH2Cl2、CH3Cl变形四面体形

等性杂化与不等性杂化比较


(责任编辑:化学自习室)
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