二氧化碳中碳原子杂化类型为什么是sp而不是sp3?

[图片] 如图,c原子在杂化的时候不都是2s的一个电子跃迁到2p的一个空轨道从而与3个p轨道完成sp3杂化的吗,那为什么在二氧化碳中路变成sp杂化了呢…
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理解这个问题只需要价层电子对互斥(VSEPR)理论的知识,我不记得高中课本是否涉及了,如果不涉及,那就只要记住一些常见分子的杂化类型就行了。如果想更好地理解这个问题可以继续往下看。

根据VSEPR理论,二氧化碳中,中心原子碳(IVA族)有4个电子,配原子氧(VIA族)计0个电子。所以价层电子对数是(4+2*0)/2=2对,所以是线性结构,中心原子是sp杂化。

事实上,杂化轨道当做物理实体的话,只能解释一些典型的问题。这些典型的模型你记住就好,不必深究,因为它不是本质的东西你也没法深究。

实际上,你如果学了分子轨道理论,你就会知道,杂化轨道并不是一个物理实体,而只是一种利用加法交换律和结合律的简单数学处理。

杂化轨道理论最多只能算价键理论的一点补充,并没有摆脱价键理论的局限性,比较唯象。分子轨道理论才解释了原子结合的实质。

我们考虑分子轨道的时候,这些个原子结合前后,总的状态数也就是所谓的轨道数是不变的。然而,原子间相对位置变化就会影响S.Eq的势能项,从而影响相应的轨道的能级和波函数。另外对孤立体系,能量也是守恒的。所以说从线性代数的角度来看,可以认为这个过程其实是线性空间的基发生了变换,重组。所以你会看到分子轨道的波函数是原子轨道的线性组合。那么如果把分子轨道看做是以原子轨道为基的线性空间中的一个向量,那么这个线性空间我一样可以对每个原子内部进行轨道重组,变换出一组新的基,用这组新的基,这个新的线性空间描述这个向量,这就是杂化轨道理论干的事情,不过就是一个数学变换,分子轨道本身作为线性空间中的向量是在线性空间的变换下不变的。

所以题主记住就好。