在你看来「轨道杂化理论」怎么解释？ 详细解释一下分子轨道杂化理论
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通俗归通俗，基本的科学性不能少。这种打基础的问题我不建议拿一些看起来生动形象却离题万里的例子来说明，不然后面再掰回来会很难受。不知道题主是大学生还是高中生，我尽量写的易懂一些吧… 拿甲烷CH4举个例子：初中化学就说了，C原子外层有4个电子，为了形成稳定性的8电子结构，还需要跟4个H原子形成共价键，共享4对电子，生成了稳定的CH4结构。 那么问题来了，这4个H原子要怎么成键呢？ 这就是杂化轨道理论想要解决的问题。如果每一层的电子都在原子外部球对称的分布，那自然皆大欢喜，四个H原子都放在球面上，然后根据斥力形成最稳定的四面体结构即可【假装有图】。 然而高中化学告诉我们，每一层电子内部，同样是要分不同轨道的（注1）。同样是第二层电子，里面也是要分2s和2p的。并且这些不同的轨道形状各异，能量也不同【假装有图】。内层的2s2轨道能量低，球对称，但是很遗憾已经填满，无法成键。稍微靠外一点的2p有三条轨道2px2py2pz，有两条当中各有一个电子，另外一条为空。三条轨道相互正交，能量相等，且高于2s轨道的能量。在不发生杂化的情况下，我们能够用来拿出一个电子成共价键的只有两条含有单电子的2p轨道（注2），这样生成的CH2自然是不稳定。以C原子为例，价电子层有一个s轨道，三个p轨道（内层满电子，又可看做原子实，不用考虑），s轨道为球形电子云，p轨道是三个相互垂直的哑铃型电子云，这四个原子轨道都有一个中心，就是碳原子核;这四个原子轨道是同时存在的;根据量子力学的假设四，如果s,px,py,pz均是微观体系的可能状态，那么这四个原子轨道的线性组合也是体系的可能状态;这四个原子轨道线性组成四个相同的等性杂化轨道（即s,px,py,pz前面的系数是相等的。）。简单的的说，就是原来的四个原子轨道，变成四个新的杂化轨道，目的是能分别与四个氢成键，成空间正四面体结构，正四面体是空间各向同性的（二氯甲烷只有一种）;同理，sp2杂化，一个s轨道2个p轨道，杂化成三个sp2杂化轨道，sp2是平面各向同性的，三个轨道在一个平面内，分别成120度角;sp杂化，则是直线型的两个轨道。
杂化，就是原子受到外部因素影响（如碳和氢、氧和氢反应），外层的不同轨道（s、p轨道）互相影响，从不稳定的应激状态变成稳定状态，重新组合成新的轨道的过程。sp杂化轨道学得最多用得最多，也被讨论得最多。有没有其他轨道之间的杂化？我估计是有的，我估计也是很复杂的。什么元素容易发生杂化？有s轨道又有p轨道的，但是又不完整容易吸引外部氢元素的，所以碳氮氧都容易发生sp杂化。（氟会不会杂化我暂时不太确定，等其他高人解答吧）sp杂化，就是球形的s轨道和哑铃型的p轨道合体变成一大一小的新的轨道。下图是一个s轨道和一个p轨道得到两个sp1杂化轨道，右边的图中相对的一大一小两半是一个轨道。
原子轨道本来就是人类在探索原子结构由于当时认知有限提出的不完整概念。电子在轨道中运动在现在看来不是非常正确。但是原子轨道理论在解释化学键的形成上有着非常直观的好处。杂化轨道理论：本质上是为了解释成键理论和分子构型所提出的。sp杂化：为了形成化学键，s-p轨道之间相互影响，变成数量相等的杂化轨道。其意义在于，通过杂化、改变轨道取向以及电子在杂化轨道上的重新排布，使得某些轨道上能量降低，更有利于成键。其物理基础在哪？波函数的叠加性。本质上是一种形象的解释理论，如果要深究，薛定谔方程走起，那样就不通俗，过于抽象了。叠加后的波函数。所谓的轨道杂化就是电子云的交叠。
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