毛立可

摘 要：杂化轨道理论是高中化学教学中一个重要知识点，也是每年高考中必考内容。老师在讲授这部分内容时都是根据一个计算公式，首先计算出孤对电子数目，并由成键原子得出σ键数目，从而得出价层电子对数。然后利用價层电子对数和互斥模型的关系确定分子构型和杂化类型。这样学生虽然能够确定中心原子杂化方式，但不理解为什么这样杂化，有时候还会得出错误结论。

关键词：高中化学；杂化轨道；疑难问题；解析

1 CH4中心碳原子为什么是sp3杂化

中心碳原子电子排布式1s22s22p2，这样中心碳原子2s能级2个电子已成对，只有2p能级存在2个单电子，按照共价键理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键。显然中心碳原子只能结合两个氢原子，可这与事实相矛盾。所以应该是2s能级的一个电子激发到2p能级，呈现四个单电子，从而能够结合四个氢原子。但是有一个电子是2s能级，另外三个电子是2p能级，这样形成的四个碳氢键键长不一样，与甲烷是正四面体结构相矛盾，所以美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论，认为s能级和p能级发生了sp3杂化，得到了四个能量相同的轨道。这种解释同样适用于BeCl2杂化方式，Be的1s能级的成对电子有一个激发到2p能级，发生了sp杂化。

2 H2O中心氧原子为什么是sp3杂化

中心氧原子电子排布式1s22s22p4，2p能级三个轨道填充4电子，中心氧原子有两个未成对电子，按照共价键理论恰好结合两个氢原子，这样中心氧原子就不需要杂化，但事实上为sp3杂化。……