化学教学中的分子杂化轨道学习

潘育才

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）08-261-01

高中化学中物质结构专题三中的分子轨道杂化形式是学生比较头痛的一个问题，现在针对这几年的教学中分子轨道杂化方式阐述如下：

一、引入分子杂化轨道理论的必要性：

由于分子轨道理论如甲烷CH4中碳原子的四个共用电子对处于相同位置，但如果从分子轨道来看我们可以看出四个共价键则应该是S-S所组成的σ键以及三个P-P形成的三个σ键，但如果这样看的话四个键则有一个不同，所以分子轨道理论不能有效的解释这种情况，因此为了解释甲烷的正四面体结构。说明碳原子四个键的等价性，鲍林在1928一1931年，提出了杂化轨道的理论。该理论的根据是电子运动不仅具有粒子性，同时还有波动性。而波又是可以叠加的。所以鲍林认为，碳原子和周围口个氢原子成键时，所使用的轨道不是原来的s轨道或p轨道，而是二者经混杂、叠加而成的“杂化轨道”，这种杂化轨道在能量和方向上的分配是对称均衡的。杂化轨道理论，很好地解释了甲烷的正四面体结构。那么向学生介绍这些之后我们自然而然的引入的分子杂化轨道理论。

二、分子杂化轨道理论介绍

在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫做杂化轨道以CH4分子的形成为例。

基态C原子的外层电子构型为2s22px12py1。在与H原子结合时，2s上的一个电子被激发到2pz轨道上，C原子以激发态2s12px12py12pz1参与化学结合。……