高一化学竞赛（杂化轨道理论）为了解释分子或离子的立体结构，泡林以量子力学为基础提出了杂化轨道理论以甲烷分子为例进行解释SP3杂化杂化：成键过程是由若干个能量相近的轨道经叠加、混合、重新调整电子云空间伸展方向，分配能量形成新的杂化轨道过程1、理论要点：①成键原子中几个能量相近的轨道杂化成新的杂化轨道；②参加杂化的原子轨道数 = 杂化后的杂化轨道数总能量不变；③杂化时轨道上的成对电子被激发到空轨道上成为单电子，需要的能量可以由成键时释放的能量补偿2、杂化轨道的种类（1）按参加杂化的轨道分类s－p 型：sp 杂化、sp杂化和sp杂化s－p－d型：spd杂化、 spd杂化注意：杂化轨道总是用于构建分子的σ轨道，而为参与杂化的P轨道才能用于构建π键2）按杂化轨道能量是否一致分类 凡属于VSEPR模型的AY4的分子的中心原子都是采取SP3杂化类型，但是杂化的结果不一定相同如CH4、CCl4、NH4+、CHCl3、NH3、H2O等性杂化， 如C 的sp杂化：4 个sp杂化轨道能量一致 （杂化轨道用于构建不同的σ键）形成3个能量相等的sp杂化轨道，属于等性杂化判断是否是等性杂化，要看各条杂化轨道的能量是否相等，不看未参加杂化的轨道的能量。
3、各种杂化轨道在空间的几何分布 杂化类型 sp3 sp2 sp sp3d或dsp3 sp3d2或d2sp3 立体构型 正四面体 正三角形 直线形 三角双锥体 正八面体VSEPR模型 4、用杂化轨道理论解释构型（1）sp 杂化BeCl2分子，直线形，用杂化轨道理论分析其成键情况，说明直线形的原因 Be：1s22s22p0 sp 杂化:2 条sp杂化轨道是直线形分布，分别与 2 个 Cl 的3p轨道成键，故分子为直线形sp杂化，sp-1s，sp-sp均为键C中未杂化的p与另一C中未杂化的p沿纸面方向形成π键；而p 与p沿与纸面垂直的方向形成π键二氧化碳，直线形，C发生sp杂化，C 与 O 之间 sp-2px 两个键，所以，O—C—O 成直线形 C中未杂化的py与两侧 O 的两个py沿纸面方向成大π键，C 中未杂化的pz与两侧 O 的pz沿垂直于纸面的方向成π键，故 CO2 中，C、O之间有离域π键（两个∏大π键）2）sp2杂化BCl3 平面三角形构型，B的 3 个sp2杂化轨道呈三角形分布，分别与 3 个 Cl 的 3p 成σ键，分子构型为三角形。
属于sp2杂化乙烯 C发生sp2杂化，sp2杂化轨道与sp2杂化轨道形成1个C–C σ键，sp2杂化轨道与H的1s轨道形成4个C–H σ键；未杂化的p轨道之间形成π键，故分子中有碳碳双键存在3）sp3杂化 甲烷 C发生sp3杂化，4个轨道呈正四面体分布，4个sp3杂化轨道分别与4个H的1s轨道形成σ键，因没有未杂化的电子（轨道），故CH4分子中无双键4） s-p-d 杂化PCl5 三角双锥，P：1s22s22p63s23p33d 0 5个sp3d 杂化轨道呈三角双锥形分布，分别与 5 个Cl 的 3p成σ键空间图形为： （5）不等性杂化H2O O发生sp3不等性杂化：两个含单电子的sp3杂化轨道与2个H的1s轨道形成σ键，含孤电子对的两个sp3杂化轨道不成键，故水呈V形结构水分子中的O–H键的夹角本应为109°28’，但由于孤电子对的斥力，键角变小，为104°45’NH3 N发生sp3不等性杂化：单电子占据的sp3杂化轨道分别与 H 的1s成σ键，孤对电子占据的sp3单独占据四面体的一个顶角由于孤对电子的影响，H—N—H键的键角小于109°28′，为107°18′。
在等性杂化中由分子构型（与电子对构型一致）可以直接看出杂化方式但在不等性杂化中，分子结构当然与杂化方式有关，但要知道孤电子对数，方可确定分子构型关键是电子对构型可以直接标志杂化方式，故电子对构型非常重要有未参加杂化的电子，一般形成π键或大π键表5-2 价层电子对数与分子空间构型 杂化类型键对电子对数孤对电子对数分子类型分子空间构型实例2sp2OAB2直线形BeCl2、CO23sp23OAB3平面三角BF3、BCl321AB2V形NO2‾、4sp34OAB4正四面体CH4、CHCl3、CCl4、NH4+、31AB3三角锥NH3、NF3、22AB2V形H2O、SCl2、ClO2‾5sp3d5OAB5双三角锥PCl5、41AB4变形四面体32AB3T形ClF323AB2直线形XeF2、I3‾6sp3d260AB6正八面体SF6、[SiF6]2‾51AB5四方锥IF5、[SbF5]2‾42AB4平面四方形价层电子对互斥理论局限性：①对于复杂的多元化合物无法处理；②无法说明键的形成原理和键的相对稳定性练习：HgCl2、SO42-、SOCl2、PO43-、TeCl4、SF4、AsF5、XeF4、SO3、CO32‾、NO3‾、SO2、SnCl2、SO32‾、离域π键（大π键）1、定义：在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键，或大π键。
以∏表示n为参与大π键的原子数，m为大π键的电子数∏ 中m = n时，称正常离域π键，如苯分子中含∏；m＞n时形成多电子离域π键，如苯胺分子中含∏；m＜n时，缺电子离域大π键，如乙硼烷分子中含∏2、形成大键的条件①这些原子都在同一平面上；②这些原子有相互平行的p轨道；③p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍3、化合物分子中的离域π键（1）苯C6H6分子中，每个C原子均采用sp2杂化，在生成的3个sp2杂化轨道中，2个与相邻的C原子形成sp2-sp2 C—C键，生成C的六元环，还有1个sp2杂化轨道与H原子的s轨道生成sp2—s C—H 键，C、H原子都在同一平面上，每个C原子上未杂化的p轨道与分子平面垂直相互重叠，形成一个大键，记作∏2）在CO离子中，中心C原子用sp2杂化轨道与3个O原子结合，四个原子在同一平面上，C的另一个p轨道与分子平面垂直，其余三个O原子也各有一个与分子平面垂直的p轨道，这四个互相平行的p轨道上共有四个p电子，再加上CO离子中的两个离子电荷共有6个电子，生成的大键记为∏3）CO2分子中，C原子用sp杂化轨道与两个氧原子结合，剩下的py和pz轨道分别与两个氧原子的py和pz轨道形成两个包含三个原子、四个电子的大键，记作∏y和∏z。
其他化合物的分子中，有许多也含有大键，如O3分子中含∏， ClO2分子中含∏， NO 、SO3 、BF3中都含∏还有一些化合物分子中存在多个大π键，如BeCl2和NO中都含二个∏，乙硼烷B2H6分子中含二个∏典型例题】例1、写出POCl3的路易斯结构式并给出POCl3的立体构型给出POCl3的中心原子的杂化类型例2、BF3分子有没有p–p大键？解：BF3分子的B原子取sp2杂化轨道，并用它跟F原子形成3个键，分子的所有原子处在同一个平面上，B原子有一个2p轨道没有参加杂化，这个轨道是和分子平面垂直的F原子有7个电子，分居于2s轨道和2p轨道，其中的一个p轨道和B原子的sp2杂化轨道形成键，另外3个轨道是2s，两个2p轨道这2个p轨道中，只可能有一个轨道取垂直于分子平面的方向这时，另一个p轨道就位于分子平面，而且，3个F原子的这3个位于分子平面上的p轨道是不平行的它们和F的2s轨道都是孤对电子的轨道BF3分子里的价电子总数为3 + 3 ×7 = 24 24 － 3 ×2（3个键）－ 4 × 3（每个F原子有2对孤对电子）= 6所以，BF3分子里有∏型大键例3、以下分子哪些属于等电子体？BF3、CO、BF、PO解：BF3和CO的价电子总数都是24，而且都有AX3的通式，因此，它们是等电子体。
他们的中心原子都取sp2杂化轨道，它们都是一个∏型大键BF和PO尽管有相同的空间构型、相同的sp3杂化中心原子，但是它们不是等电子体，因此，它们的电子结构是不同的BF里只有键，而PO里除了有键外，还有d—p大键例4、BF3的几何构型为平面正三角形，而NF3却是三角锥形，试用杂化轨道理论加以说明解：在BF3中B原子以三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的2P轨道形成3个sp2 –p键，B原子的三个sp2杂化轨道是等性杂化轨道，其空间构型为平面正三角形，所以BF3的几何构型亦为正三角形而在NF3中，N原子形成4个sp3杂化轨道，其中有一个杂化轨道已排布2个电子（孤电子对），能量稍低，另外3个杂化轨道仅排1个电子，能量稍高N原子用这三个能量相等的、各排布有1个电子的sp3杂化轨道分别与3个F原子的2p轨道形成3个sp3 –p键由于孤电子对对成键电子对的排斥作用，致使sp3 –p键间的夹角小于109 28’（实为102.5）NF3分子的几何构型为三角锥形练习：1、写出下列几种物质的Lewis结构： （1）H2O3（火箭燃料） （2）NaClO（漂白剂） （3）C2H6SiCl2（二甲基二氯硅烷，硅橡胶的原料）2、利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型（总数、对数、电子对构型和分子构型）：AlCl3 H2S SO NH NO2 IF33、写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式：（1）氧原子用sp3杂化轨道形成两个σ键 。
2）氧原子形成一个三电子π键 ，氧原子形成两个π键 3）硼原子用sp3杂化轨道形成三个σ键 ；硼原子用sp3杂化轨道形成四个σ键 4）氮原子形成两个π键 ；氮原子形成四个σ键 4、（1）画出NH3和NF3分子的空间构型，并用σ＋和σ－表示出键的极性2）比较这两个分子极性大小并说明原因5、丁二烯是一个平面形分子，试确定它的成键情况6、已知NO、CO互为等电子体，为什么不包括SiO、PO？7、请就BF3的有关知识回答下列问题：（1）几何构型及其成键情况；（2）分子是否有极性？（3）如果把BF3与乙醚放在一起，BF3键长从130pm增加到141pm，试问所成新化合物的成键情况及其极性如何？黄褐色，湿，软塑~可塑，含少量粉粒，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，分布于卵石层之上稍密，该层有轻微摇震反应，干强度较差，部分地段接近与粉砂部分地段分布，主要分布与砂卵石之上。