sp3d杂化

sp³d杂化（英语：sp³d hybridization）是指一个原子内的一个ns轨道、三个np轨道和一个nd轨道发生杂化的过程。原子发生sp³d杂化后，上述ns轨道、np轨道和nd轨道便会转化成为五个杂化轨道，称为“sp³d杂化轨道”。五个sp³d杂化轨道分别存在于两个平面上，其中，位于水平面的三个杂化两两之间的夹角皆为120°，另有两个杂化轨道位于轴向平面、对称地分布于水平平面两侧。一般认为sp³d杂化的水平杂化轨道是由s、p_x和p_y轨道组成的，而轴向杂化轨道则由p_z和d_z²组成。^[1]

sp3d杂化
sp3d杂化后的电子轨道排布 （以砷元素为例）
${\displaystyle As^{*}\,[Ar]3d^{10}{\frac {\uparrow }{(sp^{3}d)^{5}}}}$
参与sp3d杂化的原子轨道
s轨道	1个
p轨道	3个
d轨道	1个
含有采用sp3d杂化原子的分子或离子
P	PF5、PCl5、PBr5
S	SF4
其他	AsF5、SbF5、BrF3

以AsF₅的砷原子为例：处于基态的砷原子（电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s²4p³）的一个4s电子激发至一个空的4d轨道上，使原子进入激发态（电子排布式为：[Ar]4s¹4p³4d¹）。它的一个4s轨道、三个4p轨道和一个4d轨道进行sp³d杂化，形成五个sp³d杂化轨道。该过程中砷原子的轨道排布变化情况如下图所示：

激发

sp³d杂化

参考文献

1. 江平、辛剑、刘瑞斌. PX₅与Fe(CO)₅分子结构的比较 (PDF). 大学化学. 2004年2月, 19 (1): 57–59 （中文）.^{[永久失效链接]}