杂交-概念

好了，我们来谈谈原子轨道的杂化就像你们所熟悉的杂化时的情况一样我们来谈谈混合动力汽车或混合动力刹车。他们有两种想法，两种不同类型的汽车，一种是电动的，一种是汽油的，把它们结合在一起制成一种新的混合动力汽车，这是一种全新的不同类型的汽车。或者自行车，比如山地车和公路车，它们结合在一起形成了一种新的自行车，叫做混合动力自行车。我们要对原子轨道做同样的事情，我们要把两个不同的轨道放在一起形成一个全新的轨道我们称之为杂化过程。在这个过程中，原子轨道混合形成新的相同的轨道能量相同。

好了，我们来谈谈为什么我们要这么做，为什么这是必要的。我们以四氯化碳为例四氯化碳是一个碳原子连着4个氯原子。所以我们同意我们必须同意所有这些键，这4个键的能量是相等的。一个不比另一个更有活力，他们都有，一个不比另一个更特别。那么我们如何确定这是正确的呢?当你看这个轨道时，碳的价层有一个2S轨道还有3个能量相等的P轨道。我们知道碳有4个电子，我们要把它们标出来。

好，我们要有4个相等的位置氯进来和这个碳成键。所以我们要杂化所有这些轨道得到4个能量相等的轨道。所以我们有4个新轨道我们称它们为1S轨道其中3个是P所以我们称它为SP3, 1个来自S 3个来自P，我们要像规则告诉我们的那样把它们展开我们会说，好吧我们有4个电子给了我们4个相等的位置让氯进来和碳成键。氯在这里，这里，这里和这里形成4个化学键就像你们在图中看到的那样。

那么什么会杂化呢?我们要创造什么来混合它们使这些相等的轨道成为必要的呢?所以我们知道所有的单键都是杂化的因为一个单键没有一个比另一个能量更高。所以所有的单键都是杂化的。因为它们是杂化键我们现在称单键为sigma键，这就是它们重叠的方式，轨道重叠的方式我们称它们为sigma键。我们还想说低成对的电子也会杂化因为它们的能量并不比那些键高或低。让我们以氨为例如果你看氨中的氮它有两个孤对电子。之前的氨也一样，氨有5个价电子所以2 3 4 5，这应该是一样的不好意思，它们有点不均匀，它们的能量应该是一样的我们有5个电子。

如果我们要杂交的我们需要1、2、3是相同的除了这第四个我们需要所有这4是一样的,所以我们要去再次4等于能源我们称之为SP3, 1 S, 3从P 1, 2, 3, 4, 5这是我们孤对这里的氢会在能量和债券与他们平等的我们有这个新的杂化轨道。那么当我们有多个键的时候呢?所以在不同的情况下我们可能有多个键，双键和三键。那么这些家伙身上发生了什么?多重键中的一个键叫做键别忘了键是杂化的所以其中一个键是杂化的。

剩下的键叫做键，键就是P轨道相互重叠，它们只是P轨道它们的能量稍微高一些，实际上它们的能量是不同的。所以我们实际上是分开的，所以我们有1和1。我们来看看二氧化碳，我们有一个双键这是sigma键我们用sigma来表示其中一个键是键我们用。这些只是P轨道，这些是杂化轨道我们现在只讨论碳。好的，我们已经知道碳是这样的我们将保留2个P轨道我不关心我保留哪2个这真的不重要，它们的能量都是一样的，我不在乎。

我把这个留着只是为了实际目的，这些是用来成键的，我把它们留着这样它们就会杂化1S轨道和另一个p轨道，所以这次不是SP3而是SP, 1S和1psp轨道。我们来看看氧，氧也有一个键，一个键但注意它有孤对。所以键和孤对是杂化的但键不是。我们让它保持孤对。所以我们需要3个杂化轨道，1个来自S 2个来自P，所以它是SP2。所以这个是SP2，这个是SP别忘了它的轨道是SP，它们的轨道类型不同并不重要，我们只想确保原子内部的轨道是相同的。

我们来看看三键，三键1是别忘了。我们说这是，这两个是。好了，这两个是P我们忽略它们氮原子需要2个，孤对轨道需要1个杂化轨道需要1个。所以我们需要2,1个来自S, 1个来自P所以我们把它叫做SP，这也是SP，好，看看臭氧，O3这3个都有点不同这个家伙有1 2 3个孤对和1个sigma键所以它需要4,1个来自S, 3个来自P所以它是SP3。氧需要2个sigma键1个在这里，1个在这里，还有孤对，所以它需要3个所以它是SP2 1个来自S, 2个来自p这个家伙有1个sigma键和2个孤对3个杂化轨道，所以它是SP2, 1个来自S, 2个来自p希望这能让你们更容易地算出杂化轨道。