JTR 發問時間: 科學化學 · 1 0 年前

有關混成軌域的計算

為什麼在算混成軌域時,孤對電子(LP)需要納入考量,孤對電子並不會和其他原子產生鍵結,所以應該不需要參與混成,如H20,氧原子的混成軌域是sp3(兩個sigma鍵,即兩對孤對電子);

而Pi鍵不需要考量,pi鍵不也是鍵結的一種嗎?

學校老師提到這裡都只是含糊帶過....

請詳細解釋,要說為什麼喔!!

thx

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為什麼會有混成軌域的理論出現呢?

之前有看到在解釋甲烷,由於碳原子中2s的一個電子躍遷到P軌域,四個半滿的軌域在混成。但如果遇到某個原子產生鍵結時,電子不需越遷,那不就沒有混成軌域了嗎?

2 個解答

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    1 0 年前
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    先說混成軌域理論的由來:

    CH4中的碳的外圍電子組成有:2S22P2

    (↑↓‧↑  ↑     ),C與H產生共價鍵,也就是C各提供一個電子,與4個H的一個電子產生鍵結(一個鍵結含兩個電子),所以,C軌域中必定每一個軌域都各有一個電子→→→電子越遷!

    S和P軌域所產生的鍵結長度不一樣,但是經實驗或者是顯微鏡、X光繞射都顯示出每一個碳氫鍵是一樣長的,所以就提出「混成軌域理論」,也就是有SP3混成(一個S和三個P混合後再平均分成四個)。而經過實驗去發現碳氫鍵的長度的確是介於S和P長度之間。

    再提到混成軌域的計算:

    我從沒算過這種鬼東西,我都是用我的常識與畫圖畫出的!

    如:SO3-2

    中心原子S的電子組成原是這樣的:3S23P4

    (↑↓‧↑↓ ↑  ↑  )→不躍遷,直接混成

    S中的兩個P軌域的孤對電子與O-(7個電子)中的一個電子形成共價鍵(這樣就有兩個O滿八隅體);S中的一組成對電子形成「配位共價鍵」提供給第三個O(也使O滿足八隅體),那就還剩下一個LP。畫出圖來就是:

    O- │:S─O-

    O

    如果是[Fe(CN)6]-4

    因為CN-本身就已滿足八隅體,所以是Fe+2提供空軌域與CN-產生配位共價鍵

    Fe2+(3d64s0):(↑↓ ↑  ↑  ↑  ↑  ‧   )

    →(↑↓ ↑↓ ↑↓ __ __ ‧__‧__ __ __ )

    有6個空軌域混成後給CN-,所以這個分子的軌域混成是d2sp3,很理所當然的就是八面體(背的)

    我記得還有一種是算AXnEm,n是周圍原子數,m是LP數。先計算所有原子的外圍電子數,再減去滿足週圍原子八隅體的電子數,再除以2,就是LP(n值)。以CO2來說,4(C)+6(O)*2=16,(16-8*2)/2=0,所以沒有LP,也就是AX2E0,這個就是直線型,也就是SP軌域

    AX6E0:d2sp3或sp3d2→八面體

    AX5E1:d2sp3或sp3d2→四角錐

    AX4E2:d2sp3或sp3d2→平面四邊形

    AX3E3:d2sp3或sp3d2→T形

    AX2E4:d2sp3或sp3d2→線形

    AX5E0:dsp3或sp3d→雙三角錐

    AX4E1:同上→翹翹板形

    AX3E2:同上→T形

    AX2E3:同上→線形

    AX4E0:sp3→四面體或d2sp→平形四邊形

    AX3E1:sp3→角錐形

    AX2E2:同上→角形

    AX1E3:線形

    AX3E0:sp2→平面三角形

    AX2E1:同上→角形

    AX2E0:sp→線形

    參考資料: 我的理所當然
  • 6 年前

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