s2杂化
s2雜化,又稱ss雜化軌道,即兩個s軌道雜化形成的雜化軌道,由於單獨的s軌道只有一個軌道,所以s2雜化指的是1個ns軌道和1個(n+1)s軌道所構成的,而由於這兩個軌道需要連續填充電子,這兩個軌道只能是1s和2s,所以能出現這種雜化的物質正常情況下只有1-5號元素,而理論上來說到10號元素後就不會出現這種雜化。
理論創建 編輯
超理學家571b在研究氣體時發現除了惰性氣體外其他所有氣體都不是單原子分子構成的。他認為這很不合理,於是提出了He2,Ne2等分子在一定條件下可能存在。但這項研究最終只在氦氣中有進展。在強銻場中,氦氣中出現了極少量的二聚氦和更少量的多聚氦,但這被他所敏銳地觀察到,而根據反應速率,將該氣體放在強銻場中需要約10到20年時間才能有50%的氦轉化為二聚體,即使是大銻zmy發功也得至少發一年達到75%。反應方程式為:
2He=強銻場,時間=He2
nHe=強銻場,時間=Hen
而在大量氣體富集後得到了一瓶約90%純度的二聚氦。研究發現,這之中存在一種新的雜化方式:s2雜化。
灰色部分表示原子核,兩個水滴狀圈代表雜化後軌道
理論解釋 編輯
在s2雜化中,1s軌道和2s軌道雜化後先形成兩個完全相同的球形電子云,但由於電子云之間的排斥,最終形成如右圖的兩個兩頭圓滑的類水滴狀電子云(右圖僅作參考,實際情況會更圓潤)。兩個軌道由於是純s軌道雜化出來的,具有很強的s軌道性質:如可以從大多數角度成鍵。而由於有兩個軌道,不涉及p軌道的介入,只需填充滿兩個s2雜化軌道即可變成穩定狀態。即四電子穩定結構。
那麼這如何解釋He2分子,He2分子中兩個氦雜化後兩個軌道的豎直分割線靠到一塊,兩個氦的兩個s2軌道從側邊形成兩根σ鍵,構成4e穩定結構。這也是s2雜化的一個特點:形成兩根鍵,都是σ鍵。左圖的He2形成的兩根鍵的電子云示意圖,右圖是用碲球的MO理論解釋這個現象。
相關物質 編輯
(歡迎添加)
最新研究 編輯
在發現s2雜化後,超理學家571b認為在這個基礎上會繼續雜化p軌道,即會存在s2p,s2p2,s2p3雜化,他將這幾種雜化方式和s2雜化統稱為短周期內軌雜化。並預測其中s2p雜化最不穩定,s2p2和s2p3差不多,s2最穩定。很快這一猜測被實驗證實