有机化学用图解释甲烷的s轨道和p轨道 碳原子的S轨道和P轨道是怎么回事
\u5316\u5b66\u95ee\u9898.S\u8f68\u9053\u548cP\u8f68\u9053\u8fd9\u4e48\u7ed9\u4f60\u8bf4\u5427\uff0c\u539f\u5b50\u6709\u6838\u5916\u7535\u5b50\uff0c\u7535\u5b50\u8981\u6392\u5728\u8f68\u9053\u4e0a\uff1b
\u603b\u7684\u8bf4\u6765\uff0c\u6838\u5916\u7535\u5b50\u5c42\u5206K\u3001L\u3001M\u3001N\u3001O\u3001P\uff0c\u8fd9\u4f60\u77e5\u9053\u5427\uff0c
\u53ef\u662f\u79d1\u5b66\u5bb6\u53d1\u73b0\uff0c\u5728\u8fd9\u6bcf\u4e00\u5c42\u4e0a\uff0c\u53c8\u6709\u5f88\u591a\u80fd\u91cf\u4e0d\u540c\u7684\u533a\u57df\uff0c\u5373\u7535\u5b50\u4e9a\u5c42\uff1b
\u8fd9\u79cd\u7535\u5b50\u4e9a\u5c42\u6709\u56db\u79cd\uff0c\u5206\u522b\u7528\u5b57\u6bcds,p,d,f\u6765\u8868\u793a\uff1b
\u7535\u5b50\u4e9a\u5c42\uff0c\u5176\u5b9e\u4f60\u5c31\u53ef\u4ee5\u7406\u89e3\u4e3a\u7535\u5b50\u8f68\u9053\u7fa4\uff0c
\u6bcf\u4e2a\u4e9a\u5c42\u4e0a\u90fd\u6709\u82e5\u5e72\u4e2a\u8f68\u9053\uff0c
s\u4e9a\u5c42\u67091\u4e2a\u8f68\u9053\uff0cp\u4e9a\u5c42\u67093\u4e2a\u8f68\u9053\uff0cd\u4e9a\u5c42\u67095\u4e2a\u8f68\u9053\uff0cf\u4e9a\u5c42\u67097\u4e2a\u8f68\u9053\uff0c
\u6709\u4e86\u8fd9\u4e9b\u8f68\u9053\uff0c\u7535\u5b50\u624d\u80fd\u88c5\u8fdb\u53bb\uff0c\u6bcf\u4e2a\u8f68\u9053\u4e0a\u80fd\u5bb9\u7eb32\u4e2a\u81ea\u65cb\u65b9\u5411\u76f8\u53cd\u7684\u7535\u5b50\uff08\u610f\u601d\u5c31\u662f\u8bf4\uff0c\u8fd9\u4e24\u4e2a\u7535\u5b50\u65cb\u8f6c\u65b9\u5411\u4e0d\u4e00\u6837\uff09\u3002
\u90a3\u4e48\u6211\u518d\u7ed9\u4f60\u627e\u4e9b\u5b9e\u7528\u7684\u8d44\u6599\uff0c\u4ee5\u540e\u5bf9\u4f60\u4f1a\u5f88\u6709\u7528\u7684\uff1a
\u2460K\u5c42\u53ea\u6709s\u4e9a\u5c42\uff0c\u7b80\u79f0\u4e3a1s\uff1bL\u5c42\u6709s\uff0cp\u4e24\u4e2a\u4e9a\u5c42\uff0c\u7b80\u79f0\u4e3a2s\uff0c2p\uff1bM\u5c42\u6709s\uff0cp\uff0cd\u4e09\u4e2a\u4e9a\u5c42\uff0c\u7b80\u79f0\u4e3a3s\uff0c3p\uff0c3d\uff1b\u7b49\u7b49\u3002
\u2461\u7531\u4e8e\u4e9a\u5c42\u7684\u5b58\u5728\uff0c\u4f7f\u540c\u4e00\u4e2a\u7535\u5b50\u5c42\u4e2d\u7535\u5b50\u80fd\u91cf\u51fa\u73b0\u4e0d\u540c\uff0c\u751a\u81f3\u51fa\u73b0\u4f4e\u7535\u5b50\u5c42\u7684\u9ad8\u4e9a\u5c42\u80fd\u91cf\u5927\u4e8e\u9ad8\u7535\u5b50\u5c42\u7684\u4f4e\u4e9a\u5c42\uff0c\u5404\u4e9a\u5c42\u80fd\u91cf\u7531\u4f4e\u5230\u9ad8\u6392\u5217\u5982\u4e0b\uff1a
1s\uff0c2s\uff0c2p\uff0c3s\uff0c3p\uff0c4s\uff0c3d\uff0c4p\uff0c5s\uff0c4d\uff0c5p\uff0c6s\uff0c4f\uff0c5d\uff0c6p\uff0c7s\uff0c5f....... \u8865\u5145\u4e00\u70b9\uff1a\u6839\u636e\u80fd\u91cf\u6700\u4f4e\u539f\u7406\uff0c\u7535\u5b50\u901a\u5e38\u603b\u662f\u5148\u586b\u5145\u80fd\u91cf\u4f4e\u7684\u4e9a\u5c42\uff08\u61c2\u4e86\u8fd9\u4e2a\u4f60\u5c31\u77e5\u9053\u4e3a\u4ec0\u4e48\u6709\u65f6\u7b2c\u4e09\u5c42\uff0c\u5c31\u662fM\u5c42\u6709\u65f6\u6ca1\u6709\u586b\u6ee1\uff0c\u7535\u5b50\u5c31\u53bb\u6dfb\u4e0b\u4e00\u5c42N\u5c42\u4e86\u5427\uff0c\u5982\u9499\uff0c3s\u548c3p\u90fd\u586b\u6ee1\u4e86\uff0c\u4f46\u662f\u6ca1\u586b3d\uff0c\u5c31\u53bb\u586b4s\uff09
\u2462\u4e2a\u4eba\u5efa\u8bae\uff1a\u5982\u679c\u4f60\u60f3\u66f4\u4e86\u89e3\u5173\u4e8e\u7535\u5b50\u4e9a\u5c42\u7684\u77e5\u8bc6\uff0c\u53ef\u4ee5\u518d\u4e86\u89e3\u4e00\u4e0b\uff1a\u80fd\u91cf\u6700\u4f4e\u539f\u7406\uff0c\u6d2a\u7279\u539f\u7406\uff0c\u4fdd\u91cc\u4e0d\u76f8\u5bb9\u539f\u7406\uff0c\u6d2a\u7279\u7279\u4f8b\u3002
\u771f\u7684\u5f88\u6709\u7528\uff01\uff01
\u9996\u5148\uff0c\u78b3\u539f\u5b50\u7684\u7535\u5b50\u6392\u5e03\u5f0f\u662f1s2 2s2 2p2,s\u80fd\u5c42\u53ea\u6709\u4e00\u4e2a\u7403\u5f62\u7684\u8f68\u9053\uff0c\u800cp\u80fd\u5c42\u6709\u4e09\u4e2a\u4e92\u76f8\u5782\u76f4\u7684\u54d1\u94c3\u72b6\u8f68\u9053\uff0c\u867d\u7136p\u80fd\u5c42\u4e0a\u6709\u4e24\u4e2a\u7535\u5b50\uff0c\u4f46\u662f\u8fd9\u4e24\u4e2a\u7535\u5b50\u4e0d\u662f\u5728\u540c\u4e00\u4e2a\u8f68\u9053\u4e0a\uff0c\u6839\u636e\u6ce1\u5229\u5b9a\u7406\uff0c\u80fd\u91cf\u8981\u4fdd\u6301\u6700\u4f4e\uff0c\u6240\u4ee5\u8fd9\u4e24\u4e2a\u7535\u5b50\u5904\u4e8e\u8fd9\u4e09\u4e2a\u8f68\u9053\u4e0a\u7684\u4efb\u610f2\u4e2a\uff0c\u5269\u4f59\u7684\u90a3\u4e2a\u8f68\u9053\u662f\u7a7a\u7684\u3002
sp3杂化（英语：sp3 hybridization）是指一个原子同一电子层内由一个ns轨道和三个np轨道发生杂化的过程。原子发生sp3杂化后，上述ns轨道和np轨道便会转化成为四个等价的原子轨道，称为“sp3杂化轨道”。四个sp3杂化轨道的对称轴两两之间的夹角相同，皆为109°28'。sp3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并调整方向。
以甲烷为例：基态C原子中已配对的2s电子拆开，其中1个电子跑到能量稍高的2p轨道中（Pz空轨道）去，这一过程叫电子跃迁；接着进行杂化，一个2S轨道和3个2P轨道杂化，生成4个能量相等的sp3杂化轨道。因为是平均混合，每个sp3杂化轨道含有1/4s和3/4的p轨道的成份，其中各有1个成单电子。最后这4个电子再与4个H原子中的1s电子配对成σ（sigma）键，从而形成CH4。
绛旓細姝よ繃绋嬩腑锛岃兘閲忕浉杩鐨剆杞ㄩ亾鍜p杞ㄩ亾鍙戠敓鍙犲姞锛屼笉鍚岀被鍨嬬殑鍘熷瓙杞ㄩ亾閲嶆柊鍒嗛厤鑳介噺骞惰皟鏁存柟鍚戙備互鐢茬兎涓轰緥锛氬熀鎬丆鍘熷瓙涓凡閰嶅鐨2s鐢靛瓙鎷嗗紑锛屽叾涓1涓數瀛愯窇鍒拌兘閲忕◢楂樼殑2p杞ㄩ亾涓紙Pz绌鸿建閬擄級鍘伙紝杩欎竴杩囩▼鍙數瀛愯穬杩侊紱鎺ョ潃杩涜鏉傚寲锛屼竴涓2S杞ㄩ亾鍜3涓2P杞ㄩ亾鏉傚寲锛岀敓鎴4涓兘閲忕浉绛夌殑sp3鏉傚寲杞ㄩ亾銆傚洜涓烘槸骞冲潎娣峰悎...
绛旓細涓涓s杞ㄩ亾鍜涓変釜p杞ㄩ亾鏉傚寲鎴愬洓涓猻p3鏉傚寲杞ㄩ亾. 浠鐢茬兎涓轰緥锛氬熀鎬丆鍘熷瓙涓凡閰嶅鐨2s鐢靛瓙鎷嗗紑锛屽叾涓1涓數瀛愯窇鍒拌兘閲忕◢楂樼殑2p杞ㄩ亾涓紙Pz绌鸿建閬擄級鍘伙紝杩欎竴杩囩▼鍙數瀛愯穬杩侊紱鎺ョ潃杩涜鏉傚寲锛屼竴涓2S杞ㄩ亾鍜3涓2P杞ㄩ亾鏉傚寲锛岀敓鎴4涓兘閲忕浉绛鐨剆p3鏉傚寲杞ㄩ亾銆傚洜涓烘槸骞冲潎娣峰悎锛屾瘡涓猻p3鏉傚寲杞ㄩ亾鍚湁1/4s鍜3/4鐨刾...
绛旓細sp3鏉傚寲鏄寚涓涓師瀛愬湪鍚屼竴鐢靛瓙灞傚唴鐢1涓猲s杞ㄩ亾鍜3涓猲p杞ㄩ亾鍙備笌鏉傚寲锛屽舰鎴4涓猻p3鏉傚寲杞ㄩ亾锛屾瘡涓猻p3鏉傚寲杞ㄩ亾鍏锋湁鐩稿悓鐨勮兘閲忓拰鐩稿悓鐨勫舰鐘讹紝骞跺憟鍥涢潰浣撳绉板垎甯冿紝鑰屼笖姣忎釜鏉傚寲杞ㄩ亾閮藉惈鏈1/4涓猻杞ㄩ亾鎴愬垎鍜3/4涓猵杞ㄩ亾鎴愬垎銆傜┖闂存瀯鍨嬫槸鍥涢潰浣撱備互鐢茬兎涓轰緥锛岀⒊鍘熷瓙閲囧彇sp3鏉傚寲锛4涓狢-H閿瓑鍚屼笖鍛堟鍥涢潰浣撳垎甯冦
绛旓細sp2鏉傚寲锛氬悓涓鍘熷瓙鍐呯敱1涓猲s杞ㄩ亾鍜2涓猲p杞ㄩ亾鍙備笌鐨勬潅鍖栥備緥濡傦紝鍦ㄤ箼鐑紙C₂H₄锛夊垎瀛愪腑鏈夌⒊纰冲弻閿紙C=C锛夛紝纰冲師瀛愬湪褰㈡垚涔欑儻鍒嗗瓙鏃讹紝姣忎釜纰冲師瀛愮殑2s杞ㄩ亾涓涓や釜2p杞ㄩ亾鍙戠敓sp2鏉傚寲锛屽舰鎴3涓潅鍖栬建閬撱俿p3鏉傚寲锛氬悓涓鍘熷瓙鍐呯敱1涓猲s杞ㄩ亾鍜3涓猲p杞ㄩ亾鍙備笌鐨勬潅鍖栥備緥濡傦紝鐢茬兎锛圕H₄锛...
绛旓細鍒嗗瓙杞ㄩ亾鐞嗚瑙ｉ噴浜嗗師瀛愰棿鐨勫惛寮曞姏鍜屾帓鏂ワ紝浠ュ強瀹冧滑濡備綍褰卞搷鍖栧鍙嶅簲銆傜數瀛愮殑閰嶇疆鐩镐簰浣滅敤鍙兘闇瑕佸井璋冿紝鑰屽垎瀛愯建閬撶殑绮剧‘褰㈠紡鍒欐簮浜嶴chrödinger鏂圭▼鐨勭簿楂擄紝鍝堝瘑椤块噺H鍕惧嫆鍑哄師瀛愰棿鐨勯噺瀛愯仈绯汇傚绉版т笌鑳介噺鍒嗗竷 鍒嗗瓙杞ㄩ亾鐨勫绉版у喅瀹氫簡鍏惰兘閲忕壒寰併備緥濡傦紝s杞ㄩ亾锛圫鎴朅锛変笌yz骞抽潰鐨勫绉版у拰鍙嶅绉版э紝...
绛旓細sp3鏉傚寲锛氭寚鍚屼竴鍘熷瓙鍐呯敱1涓猲s杞ㄩ亾鍜3涓猲p杞ㄩ亾鍙備笌鐨勬潅鍖栥傚舰鎴愮殑4涓潅鍖栬建閬撳悇鍚湁1/4鐨剆鎴愬垎鍜3/4鐨刾鎴愬垎锛屾潅鍖栬建閬撻棿鐨勫す瑙掍负109掳28'銆傛潅鍖栵細鎸囧師瀛愭垚閿椂锛屽湪閿悎鍘熷瓙鐨勪綔鐢ㄤ笅锛屼环灞備腑鑻ュ共涓兘绾х浉杩戠殑鍘熷瓙杞ㄩ亾鏈夊彲鑳芥敼鍙樺師鏈鐨勭姸鎬侊紝娣锋潅璧锋潵骞堕噸鏂扮粍鍚堟垚涓缁勬湁鍒╀簬鎴愰敭鏂拌建閬擄紝杩欑杞ㄩ亾閲...
绛旓細1.sp鏉傚寲灏辨槸s杞ㄩ亾鐢靛瓙璺冭縼锛宻 鍜屼竴涓猵杞ㄩ亾褰㈡垚sp杞ㄩ亾锛屽涔欑倲涓殑纰冲氨鏄痵p鏉傚寲 2.14涓 浜屼釜鑻幆涓12涓紝鏋勬垚涓涓钩闈紝浜屼釜鐢插熀骞抽潰澶栦竴鐐癸紝鍗曢敭鍙棆杞紝鑲畾鍙互鍜岃嫰鐜瀯鎴愮殑骞抽潰鍏遍潰锛屽垯 鍏14涓紝3.12涓紝c-s c-H閿槸鏋佹ч敭锛屾瀬鎬ч敭鏄垚閿師瀛愪笉鍚岋紝鐢变簬瀵瑰叕鐢ㄧ數瀛愬鐨勫紩鍔涗笉鍚岋紝浼...
绛旓細瀹冧滑杞ㄩ亾涔嬮棿鐨勫す瑙掍负109搴28鍒嗭紝鍦ㄧ┖闂翠笂鍏呭垎寤跺睍锛屼笌姘㈠師瀛愬舰鎴愬叡浠烽敭涓烘鍥涢潰浣擄紝濡傚浘2鎵绀猴細4.缁间笂锛屾潅鍖栬建閬撶殑鎻愬嚭鏄负浜瑙ｉ噴鏈夋満鍖栧悎鐗╃殑缁撴瀯锛屽叾鍙傚悎鏈夋満鍖栧悎鐗╋紝鑰屼竴浜涙棤鏈哄寲鍚堢墿鍗村緢闅捐В閲娿傛偍鎵闂殑鏄滀笉鍙兘寰楀埌姝ｅ洓闈綋鐨鐢茬兎鍒嗗瓙鈥濓紝浠庡浘1鍜屽浘2涓氨鍙互鐪嬪嚭锛屽笇鏈涘鎮ㄦ湁鎵甯姪锛
绛旓細2.2鑳介噺灞傛锛杞ㄩ亾鑳界骇鐨勬帓鍒楃數瀛愮殑鑳介噺鍒嗗竷閬靛惊1s銆2s銆2p绛夐『搴忥紝姣忎釜杞ㄩ亾鐨勮兘閲忎笉鍚岋紝杩欏浜庣悊瑙ｅ弽搴旀椿鎬у拰棰勬祴鍖栧琛屼负鑷冲叧閲嶈銆傝兘绾х殑鎺掑垪鍘熷垯锛屽娉″埄涓嶇浉瀹瑰師鐞嗗拰娲壒瑙勫垯锛屽喅瀹氫簡鐢靛瓙鐨勬帓甯冩柟寮忋傚師瀛愯建閬撳湪鏈夋満鍖栧涓殑搴旂敤鐞嗚В杞ㄩ亾鐨勫嚑浣曞叧绯伙紝鑳藉府鍔╂垜浠瘑鍒潅鍖栨柟寮忥紝姣斿鍦ㄥ叡杞綋绯讳腑锛岃繖鍐冲畾...
绛旓細鏉傚寲鏄竴绉嶇悊璁猴紝鐢ㄦ潵瑙ｉ噴涓涓嬬墿璐ㄧ殑缁撶殑銆備綘浠暀浜嗘病鏈夛紵鑰佸笀搴旇鏈夌粰浣犱滑灞曠ず涓涓ā鍨嬪惂锛熸垜璁板緱鎴戝鏈夋満鐗╂瀯鏃讹紝涔熺湅浜嗗緢澶氭涔︽湰锛屼絾鏄病鎬庝箞鐪嬫噦锛屼絾涓嶈绱х殑锛岃繖涓悊璁烘槸姣旇緝鎶借薄涓浜涳紝浣嗚佸笀浼氳瘽涓嶅皯鏃堕棿杩涜璇曢璁茶В鐨勶紝鍒版椂鍊欏啀璁ょ湡鍚竴涓嬪簲璇ヤ細鎳備竴浜涖傜幇鍦ㄦ垜灏遍殢渚胯涓涓嬨 鐢茬兎鍒嗗瓙鏄...
