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为什么HCN中的氮杂化,不是形成3键?所有2p轨道都只有一个电子?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-01-18 08:41:53

简而言之,所有的氮化合物都使用杂化轨道,因为合成的化学键的能量较低。原因在于波函数的节点性质,但在我看来,这些并不对应于氢的激发态,而是当n >1时波的线性组合。这些组合的出现是因为这样做有较低的能源选择,同时仍然符合排除原则。

为什么HCN中的氮杂化,不是形成3键

然而,当n值为奇数时,这种线性组合中存在干扰效应,从而大大降低了通过杂化获得的稳定性。这就是为什么硅键,除了与氧、氟等的键外,比与碳的键弱得多,而锗键也没有那么大的不同,而锡键又有很大的不同,有可能形成二价稳定化合物。磷形成了更稳定的p键,但sp3仍是可用的。

回到三键化合物,在电子书《引导波的共价键》中描述的方法表明,简单的p3键可以精确地计算出P2、As2和Sb2的键能在几kJ/mol之内。(铋在任何计算中都不是很好,因为它的电离电势也不是很好。)计算出的P2的键距也非常一致——其他两个的值还不知道,但已经预测出来了。然而,使用简单非杂化轨道的N2的键能和键距是不好的。如果我们杂交,我们再次得到非常好的一致。杂化作用使孤对分子发挥作用,而在形成p3键时,s2对分子不参与。杂化使N2更加稳定,这就是乙炔酸性更强的原因。HCN类似于N2和乙炔。

所以,在我看来,它只是选择了最低能量的选项,但相对能量主要取决于波函数的性质,而这在大多数教科书中并不存在。
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