Question

碳原子有3s的轨道没?

Answer 1

碳原子有3s的轨道。

碳原子的电子排布式是1s2 2s2 2p2,s能层只有一个球形的轨道，而p能层有三个互相垂直的哑铃状轨道，虽然p能层上有两个电子，但是这两个电子不是在同一个轨道上，根据泡利定理，能量要保持最低，所以这两个电子处于这三个轨道上的任意2个，剩余的那个轨道是空的。

含义

碳-14以0.158 MeV能量进行β−衰变，由于半衰期只有5730年，所以该同位素在古老岩石中几乎绝迹，但会在大气高层（低平流层及高对流层）中经宇宙射线和氮间的反应而不断产生。在大气层及生物体中的丰度几乎守恒，但在生物体死亡后有规律地衰减，这就是放射性碳定年法的原理。该定年法可测量年龄在4万年以下的含碳物质。

Answer 2

碳原子没有3s的轨道，在有机化合物中，碳原子的杂化形式有三种：sp3、sp2和sp杂化轨道，碳原子核外有6个电子，碳原子的电子排布式是1s2，2s2，2p2，s能层只有一个球形的轨道，而p能层有三个互相垂直的哑铃状轨道。

虽然p能层上有两个电子，但是这两个电子不是在同一个轨道上，根据泡利定理，能量要保持最低，所以这两个电子处于这三个轨道上的任意2个，剩余的那个轨道是空的。由于同处于第二电子层的2s轨道与2p轨道的能级相近，所以2s轨道的电子吸收能量后可以跃迁到2p轨道中。

碳原子的杂化形式有三种：sp3、sp2和sp

（一）sp3杂化轨道

成键过程中，碳的2S轨道有一个电子激发到2Pz轨道，3p轨道与一个s轨道重新组合杂化，形成4个完全相同的sp3杂化轨道。

（二）sp2杂化轨道

碳的基态2S轨道中的一个电子激发到2Pz空轨道，碳的激发态中一个2s轨道和二个p轨道重新组合杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道，还剩余一p轨道未参与杂化。

（三）sp杂化轨道

碳的激发态中，一个2S轨道与一个p轨道重新组合杂化形成两个相同的sp杂化轨道，sp杂化轨道形状也类似葫芦形，轨道排列呈直线形，夹角为180°。