sp杂化

sp杂化（英语：sp hybridization）是指一个原子同一电子层内由一个ns轨道和一个np轨道发生杂化的过程。sp杂化是最简单的杂化形式。原子发生sp杂化后，上述ns轨道和一个np轨道便会转化成为两个等价的原子轨道，称为“sp杂化轨道”。两个sp杂化轨道的对称轴夹角为180°，在同一条直线上，故sp杂化也称为“直线型杂化”。^[1]

sp杂化
sp杂化后的电子轨道排布 （以碳元素为例）
${\displaystyle C^{*}\quad {\frac {\uparrow \downarrow }{1s}}\;{\frac {\uparrow \,}{sp}}\;{\frac {\uparrow \,}{sp}}{\frac {\uparrow \,}{p}}{\frac {\uparrow \,}{p}}}$
参与sp杂化的原子轨道
s轨道	1个
p轨道	1个
含有采用sp杂化原子的分子或离子
C	C2H2、CO2
N	N2、N2O、HCN
其他	BeCl2、BeH2、HgCl2

sp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轨道中的任意一个发生杂化。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。

一个s轨道

一个p轨道

两个sp杂化轨道

以铍原子为例，铍原子在成键时一般采用sp杂化形式：处于基态的铍原子（电子排布式为：1s²2s²）的一个2s电子激发至一个空的2p轨道上，成为激发态（电子排布式为：1s²2s¹2p¹）。然后，一个2s轨道再和上述填充了一个电子的2p轨道进行sp杂化，形成两个sp杂化轨道。^[2]该过程中铍原子的原子轨道排布变化情况如下图所示：

激发

sp杂化

在有机化学中，碳原子与其他原子以三键连接时（如炔烃中的碳碳三键、腈中的碳氮三键），碳原子均采用sp杂化形式。因为sp杂化产生的键角DCCC为180°，在分子中形成了直线型的区域，使炔烃分子能排列得更加整齐、紧密，这是炔烃熔点较烯烃、烷烃高的原因之一。^[3]

参考文献

1. A.K Srivastava, P.C Jain. Chemistry 1. New Delhi: V.K. (India) Enterprises. 2006: 321. ISBN 978-7-810-82534-4 （英语）.
2. 潘亚芬、张永士等. 《基础化学》. 21世纪高职高专规划教材·公共基础系列. 北京: 清华大学出版社. 2005年7月1日: 145 [2012年1月20日]. ISBN 81-88597-84-8. （原始内容存档于2016年3月7日） （中文）.
3. 孔祥文等. 《有机化学》. 北京: 化学工业出版社. 2010年2月: 35 [2012-01-20]. ISBN 978-7-122-07037-1. （原始内容存档于2019-02-17） （中文）.