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d2sp3雜化(英語:d2sp3 hybridization)是指一個原子同一電子層內由兩個n-1d軌道、一個ns軌道和三個np軌道發生生雜化的過程。原子發生d2sp3雜化後,上述n-1d、ns和np軌道便會轉化成為六個軌道,稱為「d2sp3雜化軌道」。六個d2sp3雜化軌道分別存在於兩個平面上,其中,位於水平面的四個雜化兩兩之間的夾角皆為90°,另有兩個雜化軌道位於軸向平面、對稱地分布於水平面兩側。一般認為d2sp3雜化的水平雜化軌道是由dx²-z²、s、px和py軌道組成的,而軸向雜化軌道則由dz²和pz組成。d2sp3雜化一般發生在分子形成過程中。雜化過程中,能量相近的d軌道、s軌道和p軌道發生疊加,不同類型的原子軌道重新分配能量並調整方向。
以[Fe(CN)6]3−中的鐵離子(Fe3+)為例:處於基態的Fe3+(電子排布式為:[Ar]3d5)的3d電子發生重排(兩個3d電子發生d-d躍遷,由eg軌道進入t2g軌道)。然後,兩個空的3d軌道、一個空的4s軌道和三個空的4p軌道進行d2sp3雜化,形成六個d2sp3雜化軌道。該過程中鐵離子的軌道排布變化情況如下圖所示(圖中灰色的配位電子對由6個氰酸根離子提供):
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