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混成軌域

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(重定向自轨道杂化
甲烷的混成。

混成軌域(英語:Hybrid orbital)是指原子軌域經混成(hybridization)後所形成的能量简并的新轨道,用以定量描述原子間的鍵結性質。與價層電子對互斥理論可共同用來解釋分子軌域的形狀。混成概念是萊納斯·鮑林於1931年提出。

发展史

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化学家萊納斯·鮑林第一个提出了杂化轨道理论来解释甲烷(CH4)等分子的结构[1]。 这个概念原本是为了解释简单的化学系统而开发的,但是这种方法后来被广泛应用,至今天它仍然是一种解释有机化合物结构的有效理论。

轨道是描述电子在分子中的行为的一个模型。对于较简单的原子,如氢原子薛定谔方程可以被精确求解。在较重的原子(如碳、氮、氧)中,原子使用了2s和2p轨道,类似氢原子的激发态轨道,杂化轨道被认为是这些原子轨道以不同的比例互相叠加而成的混合。杂化轨道理论给出了路易士結構量子力学解释,因而在有机化学里得到了广泛应用。

例子

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类别 spx混成 sdx混成 spxdy混成
主族/
过渡金属
仅过渡金属
AX2
AX3
  • 三角锥
  • sd2混成 (90°)
  • 例: CrO3
AX4
  • 正四面體
  • sd3混成 (70.5°, 109.5°)
  • 例: MnO4
  • 平面正方形
  • sp2d混成
  • 例: PtCl42−
AX6
  • C3v 三棱柱
  • sd5混成 (63.4°, 116.6°)
  • 例: W(CH3)6
  • 正八面體
  • sp3d2混成
  • 例: Mo(CO)6
轨道间角
超价分子 (共振)
AX5 三角雙錐
AX6 正八面體
AX7 五角雙錐

参考文献

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  1. ^ Pauling, L., The nature of the chemical bond. Application of results obtained from the quantum mechanics and from a theory of paramagnetic susceptibility to the structure of molecules, Journal of the American Chemical Society, 1931, 53 (4): 1367–1400, doi:10.1021/ja01355a027 

外部連結

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