sp2杂化
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sp2杂化(英语:sp2 hybridization)是指一个原子同一电子层内由一个ns轨道和两个np轨道发生杂化的过程。原子发生sp2杂化后,上述ns轨道和np轨道便会转化成为三个等价的原子轨道,称为“sp2杂化轨道”。三个sp2杂化轨道的对称轴在同一条平面上,两两之间的夹角皆为120°。sp2杂化一般发生在分子形成过程中。杂化发生前,原子最外层s轨道中的一个电子被激发至p轨道,使将要发生杂化的原子进入激发态;之后,该层的s轨道与三个p轨道中的任意两个发生杂化。此过程中,能量相近的s轨道和p轨道发生叠加,不同类型的原子轨道重新分配能量并调整方向。
Quick Facts sp2杂化, sp2杂化后的电子轨道排布 (以碳元素为例) ...
sp2杂化 | |
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sp2杂化后的电子轨道排布 (以碳元素为例) | |
参与sp2杂化的原子轨道 | |
s轨道 | 1个 |
p轨道 | 2个 |
含有采用sp2杂化原子的分子或离子 | |
B | BCl3、H3BO3 |
C | C2H4、C6H6、CO32- |
N | NO2、NOCl |
O | HCHO、PhOH |
S | SO2、SO3 |
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以硼原子为例,硼原子在成键时一般采用sp2杂化形式:处于基态的硼原子(电子排布式为:1s22s22p1)的一个2s电子激发至一个空的2p轨道上,使原子进入激发态(电子排布式为:1s22s12p2)。然后,一个2s轨道再和上述两个各填充了一个电子的2p轨道进行sp2杂化,形成三个sp2杂化轨道。该过程中硼原子的原子轨道排布变化情况如下图所示:
在有机化学中,碳原子与其他原子以双键连接时(如烯烃中的碳碳双键、醛和酮中的碳氧双键),碳原子均采用sp2杂化形式。[1] 碳阳离子亦是采用Sp2杂化,有一个空的p轨道。