杂化类型与分子几何构型

7.3.2　杂化类型与分子几何构型

根据杂化时参与杂化的原子轨道种类不同，杂化轨道有多种类型。

1.sp杂化　同一原子内由一个ns原子轨道和一个np原子轨道杂化，称为sp杂化，所形成的两个新的杂化轨道叫做sp杂化轨道。sp杂化轨道形状为一头大一头小，两个杂化轨道之间的夹角为180°，呈直线排布，如图7.8b所示。

例如，实验测得BeCl₂分子呈直线型，分子中两个键间的夹角为180°，而且两个共价键的性能完全相同，用杂化轨道理论可做出合理解释，其分子的成键过程如图7.8a所示。

BeH₂、CO₂、HgCl₂、C₂H₂等分子的中心原子均采取sp杂化轨道成键，故其分子的几何构型均为直线型，分子内键角为180°。

2.sp²杂化　同一原子内由1个ns原子轨道和2个np原子轨道杂化而成，这种杂化称为sp²杂化，所形成的3个新的杂化轨道称为sp²杂化轨道。sp²杂化轨道之间的夹角为120°。形成的分子的几何构型为平面三角形，如图7.9b、c所示。

例如，实验测得BF₃分子呈平面三角形，分子中任意两个键间的夹角均为120°，而且三个共价键的键长、键角相同，用杂化轨道理论可做出合理解释，其分子的成键过程如图7.9a所示。

3.sp³杂化　同一原子内由1个ns原子轨道和3个np原子轨道杂化而成，这种杂化称为sp³杂化，所形成的4个新的杂化轨道称为sp³杂化轨道。sp³杂化轨道之间的夹角为109.5°，形成正四面体的空间构型，如图7.10b、c所示。

例如CH₄分子的空间构型为正四面体，用杂化轨道理论可做出合理解释，其形成过程如图7.10a所示。

除CH₄分子外，CCl₄、CF₄、SiH₄、SiCl₄、GeCl₄的中心原子均采取sp³杂化轨道与其他原子成键，故其分子空间构型为正四面体，键角为109.5°。