在週期表第二列原子(例如C、N、O和F)的價殼層(valence shell)中,有一個s軌域和三個p軌域,這些軌域通常都會相互混合,成為混成軌域(hybridized orbital,即:sp3、sp2及sp),我們說這些混成軌域具有s和p軌域的混合性質,什麼「混合」性質呢?
假設我們面前有兩個游泳池,其中一個的外形是三角形、一個是五角形。有人拿起一根魔杖對它們一揮,它們立刻變成兩個相同的四方形游泳池。看起來很奇妙,而sp軌域就是類似這樣變成的:我們拿一個s軌域和一個p軌域,用起魔杖對它們一揮,哇!它們就變成了兩個外形相同的軌域。這兩個新軌域外形跟原先的兩個都不同,而是介於兩者之間。
如果參加混合的是兩個p軌域和一個s軌域,結果會得到三個相同的sp2軌域。說到這兒,讓我們再回到游泳池類比,試想我們原有三個游泳池,其中兩個的外形都是八角形,另外一個則是五角形。魔杖揮過後,變成了三個相同的七角形游泳池。原則上,我們是從三個不同游泳池變成三個相同的游泳池,它們的外形是原來不相同游泳池的平均值。混成軌域的意義與此雷同。三個外形相異的軌域(兩個p軌域和一個s軌域)混合之後變成了三個彼此相同的軌域,每個新軌域具有原來三個軌域的「平均」性質。由於它們來自兩個p軌域和一個s軌域,因而稱為sp2軌域。同樣地,當你混合三個p軌域和一個s軌域,所得到的是四個彼此相同的sp3軌域。
要確實了解鍵的幾何結構,我們需要了解上述這三種不同的混合狀態。一個原子的混成狀態描述的,就是它包含價電子的混成原子軌域(sp3、sp2或sp),每一個混成軌域都可以用來跟另一個原子形成鍵結,或是包容一對為共用電子對。
留言列表