Question

化学有关杂化轨道的问题

1、不明白为什么四氟化硫中硫是sp3d杂化，这样不就有五条杂化轨道了吗，怎么才跟四个氟原子集合呢？sp3d杂化d的那个电子是从p中来还是s中来，要是3s层到3d层，不就跨了一个能级吗?比如那个五氯化磷，磷的杂化轨道又是怎么一回事？
2、为什么氮族元素又五氯化磷五氯化锑，但没有五氯化氮，五氯化铋？

Answer 1

1.基态硫原子外层是6个电子，有4个氟原子与之成键，就会剩余2个电子以孤对电子的形式在硫原子周围。杂化轨道理论认为硫原子附近的这1对孤对电子和那4对成键电子共占据5个杂化轨道，硫原子的价电子存在于3s和3p轨道，而3s和3p发生杂化形成的轨道数不能满足上述需求，也就是说需要有一个3d轨道参与杂化，注意基态的硫原子3d轨道上是没有电子的。需知杂化这一过程只是对分子具体的形成过程的粗糙描述，至少在这一问题上讨论杂化轨道形成过程中某个电子的来源和去向是没有意义的，有兴趣的话可以了解分子轨道理论的相关知识。磷原子外层5个价电子，刚好用于与5个氯原子成键，于是需要5个杂化轨道，即发生sp3d杂化。

2.假设要形成五氯化氮，那么需要氮原子提供5个杂化轨道，而氮元素在第二周期，没有可用于杂化的d轨道，也就无从谈起了；6s2惰性电子对效应使得正5价的铋有强烈的变为正3价铋的倾向，氧化性非常强，或者说这里正5价的铋会把负一价的氯氧化为氯气。

Answer 2

杂化轨道：一种现代价键理论

Answer 3

1、硫sp3d杂化，5条sp3d杂化轨道，6个电子，1对孤电子对，4个成单电子，分别跟4个氟原子的成单电子配对。五氯化磷3s轨道上两个电子中的一个激发到3d轨道上，然后进行sp3d杂化，5个成单电子，分别跟5个氯原子的成单电子配对。
2、氮原子最外层第二层没有d轨道，不能进行sp3d杂化，所以没有五氯化氮；铋第六周期元素，最外层第六层6s轨道由于钻穿效应明显，电子可以运动到离核更进的区域，所以能量降低显著（惰性电子对效应），与6d轨道能量相差太大，无法进行sp3d杂化，所以没有五氯化铋。