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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 氧化锌如何SP3杂化的？
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zomi

木虫 (小有名气)

[求助] 氧化锌如何SP3杂化的？

看很多文献里说ZnO是通过SP3杂化形成了介于共价键和离子键的键，但Zn是3d104s2怎么就能和O的2s2sp4杂化呢，谁的s和谁的p杂化啊？思考许久了！恳请大神帮忙啊！
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zno 氧化锌

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梦想总是遥不可及，是不是应该放弃
1楼 2012-11-30 16:51:32
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回帖置顶 ( 共有2个 )

jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
地狱血幽灵: 金币+1, 欢迎常来 2012-12-04 09:44:29
fds329: ICEPI+1 2012-12-08 09:05:18
fds329: 应助指数+1 2012-12-28 11:26:38
这样考虑吧：
1、Zn的价电子结构是3d10 4s2 4p0
2、S的价电子结构是3s2 3p4
3、ZnS形成时，与2个S形成普通sigma键，另与2个S的孤电子对形成sigma配键；
4、所以Zn需要有2个成单电子，通过4s2电子的激发来实现，即变为4s1 4p1，此时需要2个价轨道；而形成2个sigma配键也需要2个价轨道，因此用能量最低的轨道4s(1个)和4p(3个)来杂化实现，即sp3杂化。
**杂化是指中心原子Zn以sp3杂化；实际上S也以sp3杂化，2个杂化轨道与Zn成键，另两个轨道形成的孤电子对再向Zn提供（配位）。
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zomi
3楼2012-12-03 18:06:01
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bazhuayuyu

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
地狱血幽灵: 金币+1, 欢迎常来 2012-12-04 13:29:35
fds329: ICEPI+1 2012-12-08 09:05:30
fds329: 应助指数+1 2012-12-28 11:26:44
引用回帖:
5楼: Originally posted by zomi at 2012-12-03 22:50:27
嗯，这样理解，每个O每个Zn各种的s和p发生sp3杂化形成4个轨道，然后相互成键。但是具体的成对电子，怎么激发的呢！我看了半天，还是没想出来！以最简单的CH4为例，C的2s轨道上一个电子激发到p轨道，这样就刚好形成 ...

诸如CH4、金刚石、Si 这样的sp3杂化是最简单的，但不能认为杂化后没有四个未成对电子就无法形成sp3杂化。
从原子角度讲可以认为O的一个2s电子激发到2p轨道上，与另外两个满电子的2p轨道形成sp3杂化，而Zn的一个4s电子激发到4p轨道上，与另外两个空电子的4p轨道形成sp3杂化
从离子角度讲可以认为O2-的2s与3个2p轨道形成sp3杂化（形成的4个sp3轨道仍然是满电子的），而Zn的4s与3个4p轨道形成sp3杂化（都是空电子的）
这只是我的理解，无机化学忘得差不多了
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8楼2012-12-04 09:36:42
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
地狱血幽灵: 金币+1, 欢迎常来 2012-12-04 13:29:45
zomi: 金币+15, ★★★★★最佳答案, 晚上回去想了一晚上，感觉想明白了！上网看你的回答，嗯，和我理解的一样,应该就是这样的！非常感谢！ 2012-12-04 13:47:16
fds329: 应助指数+1 2012-12-28 11:26:52
引用回帖:
6楼: Originally posted by zomi at 2012-12-03 22:55:43
虽然不是ZnS，但道理是一样的！我试着去理解，但还是没明白！能不能再直白点，我化学基础不是很好！谢谢！你说了Zn电子激发，但O的呢？还有Zn按你说的激发的话，也只有2个电子啊，怎么形成正四面体的价键结构呢！恳 ...

不好意思，看错题了，将ZnO看成了ZnS，确实，其理解是完全相同的。
杂化只能是同一个原子的不同价轨道间进行，因此锌的4s和4p共4个轨道之间进行杂化；O的2s和2p共4个轨道之间也进行杂化，它们分别形成sp3杂化；再分别利用各自的4个杂化轨道形成共价键；
只是成键时稍有差别：
Zn有两个轨道上有成单电子，另两个轨道是空的；
O有两个轨道上有成单电子，另两个轨道上是孤电子对；
成单电子之间作用成对，空轨道与孤电子对作用成配位键。
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zomi
9楼2012-12-04 10:23:47
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
fds329: 金币+1, 应助指数+1, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2012-12-13 09:25:48
引用回帖:
10楼: Originally posted by zomi at 2012-12-04 13:58:25
最后追问一下，O的2S轨道上需不需要一个电子激发到2P上，虽然激发与不激发都是最后形成两个孤电子对和两个成单电子，但还是想问问有没有激发，谢谢！...

激发只是价键理论用于解释化学键形成时的电子配对理论所用到的概念，实际化学反应时这种激发是不需要的（分子轨道理论就不需要激发）。
就算按价键理论来处理，对于O来说，也不会有电子激发，因为已经有两个成单电子了，能够满足成键要求时，肯定不会激发。
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zomi
11楼2012-12-09 09:38:32
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jiangcheng05

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
地狱血幽灵: 金币+1, 欢迎常来 2012-12-03 11:11:34
好像是Zn的4P和O的2S轨道杂化…

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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2楼2012-12-03 09:52:23
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bazhuayuyu

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
地狱血幽灵: 金币+1, 欢迎常来 2012-12-04 09:44:33
fds329: 应助指数+1 2012-12-28 11:27:02
O的2s与3个2p形成sp3杂化
Zn的4s与3个4p形成sp3杂化
所以一个氧周围有四个锌，一个锌周围也是四个氧。
至于有离子键的性质是因为两种元素的电负性不同
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zomi
4楼2012-12-03 19:39:05
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zomi

木虫 (小有名气)
送鲜花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by bazhuayuyu at 2012-12-03 19:39:05
O的2s与3个2p形成sp3杂化
Zn的4s与3个4p形成sp3杂化
所以一个氧周围有四个锌，一个锌周围也是四个氧。
至于有离子键的性质是因为两种元素的电负性不同

嗯，这样理解，每个O每个Zn各种的s和p发生sp3杂化形成4个轨道，然后相互成键。但是具体的成对电子，怎么激发的呢！我看了半天，还是没想出来！以最简单的CH4为例，C的2s轨道上一个电子激发到p轨道，这样就刚好形成有4个未成对的电子啊！但是Zn的4s2 4p0怎么激发形成4个未成对电子呢？？
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梦想总是遥不可及，是不是应该放弃
5楼2012-12-03 22:50:27
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zomi

木虫 (小有名气)
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引用回帖:
3楼: Originally posted by jiagle at 2012-12-03 18:06:01
这样考虑吧：
1、Zn的价电子结构是3d10 4s2 4p0
2、S的价电子结构是3s2 3p4
3、ZnS形成时，与2个S形成普通sigma键，另与2个S的孤电子对形成sigma配键；
4、所以Zn需要有2个成单电子，通过4s2电子的激发来实现， ...

虽然不是ZnS，但道理是一样的！我试着去理解，但还是没明白！能不能再直白点，我化学基础不是很好！谢谢！你说了Zn电子激发，但O的呢？还有Zn按你说的激发的话，也只有2个电子啊，怎么形成正四面体的价键结构呢！恳请指导！
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6楼2012-12-03 22:55:43
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jiagle

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★ ★
fds329: 金币+2, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2012-12-13 09:25:25
fds329: 应助指数+1 2012-12-28 11:27:09
引用回帖:
6楼: Originally posted by zomi at 2012-12-03 22:55:43
虽然不是ZnS，但道理是一样的！我试着去理解，但还是没明白！能不能再直白点，我化学基础不是很好！谢谢！你说了Zn电子激发，但O的呢？还有Zn按你说的激发的话，也只有2个电子啊，怎么形成正四面体的价键结构呢！恳 ...

实际上我已说得很清楚了：激发后两个电子形成普通sigma键；另两个共价键来自两个S上的孤电子对，而锌还有两个空轨道，形成sigma配位键；这样，sp3杂化，就形成了4个键了。
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7楼2012-12-04 07:40:01
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zomi

木虫 (小有名气)
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引用回帖:
9楼: Originally posted by jiagle at 2012-12-04 10:23:47
不好意思，看错题了，将ZnO看成了ZnS，确实，其理解是完全相同的。
杂化只能是同一个原子的不同价轨道间进行，因此锌的4s和4p共4个轨道之间进行杂化；O的2s和2p共4个轨道之间也进行杂化，它们分别形成sp3杂化；再 ...

最后追问一下，O的2S轨道上需不需要一个电子激发到2P上，虽然激发与不激发都是最后形成两个孤电子对和两个成单电子，但还是想问问有没有激发，谢谢！
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10楼2012-12-04 13:58:25
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