Question

化学里的杂化轨道方式的计算到底该怎么计算的？有没有什么妙绝？

Answer 1

（中心原子电子数+氢原子个数+卤素原子个数-氮原子个数）/2得杂化轨道数，2是sp，3是sp2，4是sp3，5是sp3d，6是sp3d2.

追问

能否举个例子呢

追答

例：H3COF，中心原子是C，（4+3+1）/2=4，是sp3杂化。H2PO3 -，中心原子是P，（5+2+1）/2=4，是sp3杂化。HOCN，以C为中心原子，C的杂化，（4+1-1）/2=2，是sp杂化。SOF4，以S为中心原子，（6+4）/2=5，是sp3d杂化。

追问

中心原子怎么确定啊

你这个方法有没有局限性得啊，还是通用的

追答

中心原子指的是要问的那个原子，任何一个原子都能看做中心原子，但是决定物质结构的中心原子数目有限，一般来说中心原子会直接告诉你。这是因为杂化轨道指的是某一个原子的杂化轨道，如果不指明是哪个原子根本没法做，就比如HClO4，问的时候一定会问Cl的杂化形式是什么，这个是sp3，你可以计算，而如果不指明原子，羟基O的杂化是sp3，端基O的杂化是sp2，这个就已经不能直接按照上面那个公式来了，而需要进行修正。
从上面你也应该明白这个公式不是通用的了。这个公式是另外一个公式的简化形式，在高中阶段这个是完全够用的，甚至高中化学竞赛初赛这个公式也是足够用的。那个公式的核心是要已知结构式。则中心原子的杂化形式计算为：（中心原子价电子数+单键数目-叁键数目）/2，由于一般不能直接知道那个物质的结构式，所以有了上面那个经验总结公式，这个含化学键的公式可以用到大学无机化学的绝大多数情况，那些不能确定的是可以有很多种情况，可能的不止一个杂化形式，这是由于副族能形成杂化轨道的方式太多了，比如4还可以是sp2d之类的。

追问

谢谢啊

我们老师以前教我们的就是写出结构式再进行计算的

什么孤对电子的，都忘记了

追答

这个两个式子不需要知道孤对电子，孤对电子是得出杂化形式之后推出来的。

追问

sp3d sp3d2我从来都没有听说过，什么意思呀！

还有就是一个中心原子可能同时有两个杂化轨道的，怎么判断啊

你的这个公式，我还有两个疑问不理解的

感觉你没说明白

追答

sp3d和sp3d2都是很常见的杂化形式啊，至少主要高中学了物质结构都会见到的。就是一个s三个p和一个（两个）d轨道杂化而成的，就跟名字是一样的，你总不会连sp杂化是什么轨道杂化成的都不知道吧。代表是PCl5和SF6空间构型分别是三角双锥和正八面体。

可能有两种及以上杂化形式指的是计算出来的那个数字有超过1种杂化方式对应或者由于中心原子是副族而导致计算出的数字很大没法对应。以dsp2的出现为例，这个是由于这个原子的空着的d轨道的能量很低，进行杂化的话可以使杂化轨道的能量低于sp3杂化的能量，所以出现了。副族比较常见，但是我没听说过要通过计算来确定副族元素的杂化形式的，那个要确定也是画轨道图，然后需要背一大串配体类型之类的东西，化学式稍微复杂的还不能确定，因为杂化轨道理论已经不能解释这种情况了，所以根本不需要判断它的杂化轨道是什么。主族的话周期很大的时候主族才会出现这种情况，大学里也很罕见。对于你这样连sp3d和sp3d2都没听说过的可以说是不可能见到这种情况的。

追问

我们这福建高考的，真的没有出现过sp3d这种情况的，但是同时有两个杂化轨道的倒是有出现过

追答

在没有d轨道参与下，这个公式的计算结果是唯一而且可靠的。你说的两个杂化轨道，我估计是一种物质不同原子有不同的杂化形式，那就分别把不同原子作为中心原子分别算就好了。

追问

那比如说C6H6这个该怎么算呢

追答

这个得通过计算不饱和度得出结构式，这个同分异构体还是有好几个的，就以最常见的苯为例。每个C环境都是一样的，有一个双键两个单键，所以是(4+2)/2=3，是sp2杂化。

以CH3CH2CH=CHC≡CH为例，从左数第二个碳，有四个单键，是sp3杂化，第三个C有两个单键一个双键，是sp2杂化。第五个C，有一个单键，一个叁键，是sp杂化。

追问

苯好像用你的那个公式，好像就算不出来了

追答

上面把苯算了-_-||你得用凯库勒式，一下就出来了。

追问

嗯，好的

你看这个杂化轨道？

追答

N原子杂化轨道？还是那么算：(5+3)/2=4，是sp3杂化。这是因为配位键不算在里面，不影响杂化形式。也可以认为把他与双键一样的处理，就是配位键不算，因为根本没得到电子。

追问

这个结构式这么长，不是应该（5+2）/2吗，哪来的3

氢原子不是只有两个吗

追答

对于复杂的已知结构的化合物，要用化学键数目计算，单键都算，除了H-N键，还有一个C-N单键，所以是三个。

追问

好吧。我还是不懂

追答

这个N一共连了4条化学键，两个N-H单键，一个C-N单键，一个N→Cu配位键。配位键计算是0乘以配位键数目，单键都是1乘以个数。所以是(5+3)/2。

追问

你现在是几年级啊

感觉你好厉害，能教教我该怎么做化学吗

追答

大三了。估计教你也学不了多少，还不如找个家教。像上面这类东西，家教半天就能弄完，在网上花多长时间，效果还不好。

追问

也是

Answer 2

严格来说，杂化轨道理论只是一种假设，用于解释分子内部的成键情况。

在大学以前的阶段，是无法对中心原子的杂化轨道类型进行判断的，不知道你说的计算，是判断杂化类型。

只有根据分子的构型，来反推中心原子的杂化类型。

可以利用群论知识中的特征标标对分子的杂化轨道类型进行判断，其基本原理是根据分子的对称性与原子轨道的对称性特征，来进行判断。但是这个内容一般在研究生阶段才讲授。

所以说，根据你具体的阶段，来理解杂化轨道的判断。

简单来说，如果你在大学阶段，只有根据其结构背过其杂化类型了，没有其他的办法。这个知识点还是比较好掌握的，规律性较强。