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sp混成
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sp混成(英語:sp hybridization)是指一個原子同一電子層內由一個ns軌域和一個np軌域發生混成的過程。sp混成是最簡單的混成形式。原子發生sp混成後,上述ns軌域和一個np軌域便會轉化成為兩個等價的原子軌域,稱為「sp混成軌域」。兩個sp混成軌域的對稱軸夾角為180°,在同一條直線上,故sp混成也稱為「直線型混成」。[1]
Quick Facts sp混成後的電子軌域排佈 (以碳元素為例), 原子軌域 ...
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sp混成一般發生在分子形成過程中。混成發生前,原子最外層s軌域中的一個電子被激發至p軌域,使將要發生混成的原子進入激發態;之後,該層的s軌域與三個p軌域中的任意一個發生混成。此過程中,能量相近的s軌域和p軌域發生疊加,不同類型的原子軌域重新分配能量。
以鈹原子為例,鈹原子在成鍵時一般採用sp混成形式:處於基態的鈹原子(電子排佈式為:1s22s2)的一個2s電子激發至一個空的2p軌域上,成為激發態(電子排佈式為:1s22s12p1)。然後,一個2s軌域再和上述填充了一個電子的2p軌域進行sp混成,形成兩個sp混成軌域。[2]該過程中鈹原子的原子軌域排佈變化情況如下圖所示:
在有機化學中,碳原子與其他原子以三鍵連接時(如炔烴中的碳碳三鍵、腈中的碳氮三鍵),碳原子均採用sp混成形式。因為sp混成產生的鍵角DCCC為180°,在分子中形成了直線型的區域,使炔烴分子能排列得更加整齊、緊密,這是炔烴熔點較烯烴、烷烴高的原因之一。[3]