加载中…自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica
(2014-09-07 23:38:17)
标签：
化学量子力学化学竞赛原子结构原子轨道 |
分类： 化学闲谈 |
撰文：陈亚玲
此系列的上一篇画了sp杂化，今天这篇来画一画sp2和sp3杂化轨道。
直观起见，我们先把两种轨道的振动模式动图画出来。
与上一篇一比较，感觉sp轨道、sp2轨道和sp3轨道简直太像了，很难看出什么区别嘛！
确实非常像。不过呀，sp杂化是两个轨道分享s的特质，sp2杂化是三个轨道分享s的特质，sp3杂化则是四个轨道分享s的特质。因此随着sp
--> sp2 --> sp3的顺序变化，轨道上s的特质越来越少，p的特质越来越多。
在振动模式图上就表现为——中心峰值的振动幅度越来越小，整体的振动越来越像p的跷跷板模式了。
http://s7/mw690/003HQsM4gy6LRBPMdRce6&690by http://s9/mw690/003HQsM4gy6LRBQ2stye8&690by
把三个sp2杂化轨道等值线画在一幅平面图里，就是下面的样子，可以看到正三角形的分布。
http://s14/mw690/003HQsM4gy6LRDAXjdPed&690by Mathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
再来看从(2sp+p)的组合到(3sp2)的组合演变图。
一开始，红色和绿色是两个sp轨道，红色是p轨道，最后变成了三个sp2轨道。
可以看到，对于零值分界面而言，sp轨道的弯曲程度较大，夹角较小，而sp2轨道的弯曲程度较小，夹角较大。这也是“p特质越来越大”的体现：p轨道的零值分界面是平面嘛，一点弯曲都没有。
http://s6/mw690/003HQsM4gy6LRBQfoJD55&690byMathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
来看sp2轨道和sp3轨道的平面等值线图。sp3的峰值更小，零值分界面夹角也更大。
http://s14/mw690/003HQsM4gy6LRDB1T2t9d&690byMathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
下面是sp2轨道和sp3轨道的等值面图。
http://s11/mw690/003HQsM4gy6LRDB6kMW2a&690byMathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
http://s9/mw690/003HQsM4gy6LRDBeAti68&690byMathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
最后略微表示一下四个sp3轨道的位置关系。
http://s6/mw690/003HQsM4gy6LRBQfoJD55&690by
来看sp2轨道和sp3轨道的平面等值线图。sp3的峰值更小，零值分界面夹角也更大。
http://s14/mw690/003HQsM4gy6LRDB1T2t9d&690by
http://s8/mw690/003HQsM4gy6LRDBaggD27&690by Mathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
下面是sp2轨道和sp3轨道的等值面图。
http://s11/mw690/003HQsM4gy6LRDB6kMW2a&690by
http://s9/mw690/003HQsM4gy6LRDBeAti68&690by
最后略微表示一下四个sp3轨道的位置关系。
这个位置关系在空间中还确实有点不太容易既直观又清晰地表示出来，日后有机会再改进吧！
http://s12/mw690/003HQsM4gy6LRIxrd4Tdb&690byMathematica" TITLE="自绘原子结构（五）：sp2及sp3杂化 by Mathematica" />
http://s12/mw690/003HQsM4gy6LRIxrd4Tdb&690by
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