Question

如何在有机化合物中判断碳原子的杂化类型?

Answer 1

表面上看，有双键的是sp2，有三键的是sp，只有单键的是sp3。

深沉点的是：

sp杂化：sp杂化是指由原子的一个ns和一个np轨道杂化形成两个sp杂化轨道，每个sp杂化轨道各含有1/2s成分和1/2p成分，两个轨道的伸展方向恰好相反，互成180度夹角，形成σ键。

sp2杂化：原子以一个ns和两个np轨道杂化，形成三个能量相同sp2杂化轨道，每个杂化轨道各含1/3s成分和2/3p成分。三个杂化轨道间的夹角为120度。

sp3杂化：由一个ns和三个np轨道杂化形成四个能量等同的sp3杂化轨道。每个sp3轨道都含有1/4s成分和3/4p成分。

石墨是层状结构的，每层每个c分子与周围的三个碳原子成σ键，键角为120°（这些都是实验数据得出的），根据价层电子对互斥理论，石墨中的碳以sp2的方式进行杂化。

而且更准确地说，未参与杂化的spz轨道还有一个孤电子，与石墨层地方向垂直，每个碳原子的spz轨道的孤电子相互重叠（肩并肩），形成离域π键，这些离域电子在整个碳原子平面内自由移动，导致了石墨在平行于片层地方向上有良好的导电性。