DICP科普一下∣ 轨道杂化

你可能以为原子核外的电子轨道总是保持固定的形状,但其实在形成分子时,原子会展现出惊人的“灵活性”。为了更稳定地与其他原子结合,它们会将自己的电子轨道进行“变形”“混合”和“重组”,形成新的轨道,这个过程就叫轨道杂化。

比如碳原子,它的原子核外层原本有2个电子占据球形轨道(s轨道),2个电子占据哑铃形轨道(p轨道)。但当它想与四个氢原子“结合”形成甲烷(CH4)分子时,它就会把这些轨道“打散重塑”,生成4个完全一样但发生“变形”的新轨道——喇叭形轨道,这样碳原子就能同时且稳定地连接四个氢原子。

正是通过这种巧妙的“变身”策略,原子可以调整自身状态,以适应不同的成键需求。轨道杂化理论很好地解释了像甲烷、乙烯、乙炔等许多常见分子的对称结构和键合方式,是理解微观世界分子架构的一把关键钥匙。(文/于景成 图/陈思)

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