为什么原子轨道在形成化学键时要进行杂化？求答案

为什么原子轨道在形成化学键时要进行杂化？求答案

“”对这个问题，我认为可以从轨道杂化的可能性和必要性这两个方面加以说明：（1）为什么原子轨道可能进行杂化？因为电子具有波动性，不同的波在一定条件下有相互叠加而形成新的波的性质。因此，原子在化合过程中，受其它原子的作用，同一原子的不同原子轨道（即不同的波函数）就可能进一步线性组合而成新的原子轨道，即所谓杂化轨道。（2）为什么原子轨道需要进行杂化呢？原子的核外电子运动状态（即电子构型）处于基态的情况是不常见的，只有孤立原子这种电子构型才是最稳定的。如果原子处于化合状态，这种基态的电子构型就不是最稳定的了。物质都有使自身能量降低的趋势，因此原子相互成键时，为了使形成的化学键更加稳定，放出更多的能量，原子的外层轨道就要发生变化。原子成键时为了达到放出更多的能量，一般采取两种方式改变电子构型：①由基态变激发态。激发态的单电子数比基态多，就可多形成化学键，尽管激发电子需要能量，但体系总能量却更低了；②轨道杂化。轨道杂化后能使体系能量降低。因为杂化轨道的显著特点之一是具有强烈的方向性，轨道形状与原来轨道大不相同，变成一头大一头小了。例如，碳原子用sp杂化轨道（大的一头）与其它原子成键，重叠部分就比纯s或p轨道大得多，故成键能力增加了。概括地说，“原子轨道具有波的性质，同一原子的几种不同的原子轨道可以通过线性组合而形成杂化轨道。杂化轨道具有强烈的方向性，从而增强成键能力。但是，孤立原子本身并不会杂化，因为杂化往往导致孤立原子的能量升高。”