第二、三、四周期原子中p轨道半充满的元素有哪些？

第二、三、四周期原子中p轨道半充满，即2p轨道、3p轨道、4p轨道中含有3个电子，电子排布式分别为：1s 2 2s 2 2p 3 ；1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ；1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 ，即分别为N、P、As，

答：第二、三、四周期原子中p轨道半充满的元素有N、P、As．

sp杂化轨道的空间构型是直线型。

sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道形成的，其形状不同于杂化前的s轨道和p轨道。每个杂化轨道含有二分之一的s轨道成分和二分之一的p轨道成分，两个杂化轨道在空间的伸展方向呈直线形，夹角180°。如：C2H2、BeCl2分子。

杂化及类型的判断

需要了解以下几个常见元素原子的成键方式。

C：成4个单键，类似于CH4这种，就是SP3杂化；有一个双键，无论是啥双键，都是SP2；有两个双键、一个三键，是SP杂化。

碳还有比较特殊的诸如：金刚石：SP3杂化；石墨SP2杂化；苯SP2杂化。

N：成4个单键，SP3杂化；成3个单键如果是NH3这种就是SP3杂化，但如果是成环，比如吡啶（搜索一下）类，就是SP2杂化；成双键就是SP2杂化；成三键就是SP杂化。

B：成4个单键，SP3杂化；成3个单键就是SP2杂化。

杂化轨道理论（hybrid orbital theory）是1931年由Pauling L等人在价键理论的基础上提出， 它实质上仍属于现代价键理论， 但它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。 杂化轨道理论的要点： 1在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道，这种轨道重新组合的过程称为杂化（hybridization），杂化后形成的新轨道称为 杂化轨道（hybrid orbital）。 2杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道间最大程度地重叠，因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强。 3杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间的夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。 轨道杂化类型及实例 按参加杂化的原子轨道种类，轨道的杂化有sp和spd两种主要类型。按杂化后形成的几个杂化轨道的能量是否相同，轨道的杂化可分为等性杂化和不等性杂化。 sp型和spd型杂化 1sp型杂化 能量相近的ns轨道和np轨道之间的杂化称为sp型杂化。按参加杂化的s轨道、p轨道数目的不同，sp型杂化又可分为sp、sp2 、sp3 三种杂化。 （1）sp杂化 由1个s轨道和1个p轨道组合成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化，所形成的轨道称为sp杂化轨道。每个sp杂化轨道均含有 的s轨道成分和 的p轨道成分。为使相互间的排斥能最小，轨道间的夹角为1800 。当2个sp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就形成直线型分子。

苯胺的氮原子上未共用电子对所处的杂化轨道具有更多的p成分，是因为受到苯环的影响。

苯环上六个P轨道形成了大π键，苯环上氨基的孤对电子与大π键有一定的共轭效应，显然P轨道成分多了，更容易与大π键有更强的共轭效应。

分几种

概述

　　1931年,Linus Carl Pauling提出轨道杂化理论。实验事实基础是许多分子的键角不等于原子轨道间夹角。如氧原子与氢原子组成的水分子H－O－H的键角是1045o，不等于氧的2py与2pz轨道间的夹角90o。类似的，NH3分子中H－N－H的键角也不等于90o，实际测得1073o。实验测得甲烷分子CH4是四面体结构，H－C－H键角为1095o。

组成部分

　　一个原子中的几个原子轨道经过再分配而组成的互相等同的轨道。原子在化合成分子的过程中，根据原子的成键要求，在周围原子影响下，将原有的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道。这种在一个原子中不同原子轨道的线性组合，称为原子轨道的杂化。杂化后的原子轨道称为杂化轨道。杂化时，轨道的数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变。组合所得的杂化轨道一般均和其他原子形成较强的σ键或安排孤对电子，而不会以空的杂化轨道的形式存在。在某个原子的几个杂化轨道中，参与杂化的s、p、d等成分相等，称为等性杂化轨道；若不相等，称为不等性杂化轨道。　杂化轨道具有和s，p等原子轨道相同的性质，必须满足正交，归一性。

编辑本段2sp杂化

　　同一原子内由一个ns轨道和一个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。sp杂化可以而且只能得到两个sp杂化轨道。　实验测知，气态BeCl2是一个直线型的共价分子。Be原子位于两个Cl原子的中间，键角180°，两个Be－Cl键的键长和键能都相等：　Cl－Be－Cl　基态Be原子的价层电子构型为2s2，表面看来似乎是不能形成共价键的。但杂化理论认为，成键时Be原子中的一个2s电子可以被激发到2p空轨道上去，使基态Be原子转变为激发态Be原子（2s12p1）：　与此同时，Be原子的2s轨道和一个刚跃进的电子的2p轨道发生sp杂化，形成两个能量等同的sp杂化轨道：　其中每一个sp杂化轨道都含有 轨道和 轨道的成分。每个sp轨道的形状都是一头大，一头小。成键时，都是以杂化轨道大的一头与Cl原子的成键轨道重叠而形成两个σ键。根据理论推算，这两个sp杂化轨道正好互成180°，亦即在同一直线上。这样，推断的结果与实验相符。（此处注意，BeCl2的分子构型不止sp杂化一种，还可以以sp2杂化而形成二聚体，也可以以sp3杂化形成多聚体，其分子构型不一定为直线型。）　此外，周期表ⅡB族Zn，Cd，Hg元素的某些共价化合物，其中心原子也多采取sp杂化。　注意两点：　(1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；　(2)能量相近通常是指：ns与np、ns,np与nd或（n-1)d。在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新的轨道，这种轨道重新组合的过程叫做杂化。　sp杂化例子、CO2 、 C2H2

编辑本段3 sp3杂化与碳氢、碳碳单键

　　碳原子的电子构型为1s22s22px12py12pz，其中1s轨道中的两个电子不参与成键。由能量较低的2s轨道与能量较高的3个2p轨道进行杂化，形成4个简并（即能量相同的）的sp3杂化轨道（sp3-hybrid orbital）。每个sp3杂化轨道含有1/4的s轨道成分，3/4的p轨道成分，其能量高于2s轨道，低于2p轨道。　sp3杂化轨道的形状如图所示，四个简并的sp3杂化轨道采取相互尽可能远离的方式在空间排布，从而减少电子间的相互排斥作用，即形成四面体结构，sp3杂化轨道间的夹角为1095°。每个sp3杂化轨道上各排布一个自旋平行的电子。

　　甲烷分子中，碳原子以sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道成键。所形成的键是沿轨道的轴向方向叠加的，形成的键轴向对称，称为σ键（σ bonds）。4个C—H键的键角等于碳的sp3杂化轨道的键角，即1095°。整个甲烷分子的形状为四面体，甲烷分子的轨道成键图以及球棍模型、比例模型如下图所示。

乙烷分子中有2个碳原子和6个氢原子。其中2个碳原子均以sp3方式杂化，各以1个sp3杂化轨道相互连接形成C－Cσ单键，每个碳上的另外3个sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道形成3个C－Hσ键，其轨道成键图与球棍模型图、比例模型如下所示。

编辑本段4sp2杂化与碳碳双键

　　根据杂化轨道理论，碳的2s和2p轨道还可以进行sp2杂化，即一个2s轨道和两个2p轨道杂化，形成三个简并的sp2杂化轨道（sp2-hybrid orbital）。每个sp2杂化轨道含有1/3的s轨道成分，2/3的p轨道成分，其能量高于2s轨道，低于2p轨道。单个sp2杂化轨道的形状类似于sp3杂化轨道。

由于电子间的相互排斥作用，3个sp2杂化轨道处于相互远离的方向，即分别伸向平面三角形的3个顶点，因此轨道间夹角为120 o，处于同一个平面上。余下一个2pz轨道垂直于sp2杂化轨道平面。3个sp2杂化轨道与1个2pz轨道的空间排布如下图所示。

　　乙烯分子中的碳原子就是以sp2杂化轨道成键的。两个碳原子各以一个sp2杂化轨道相互重叠形成1个C－Cσ键，其余的sp2杂化轨道分别与氢原子的1s轨道形成4个C－Hσ键，这样，两个碳原子与四个氢原子处于同一个平面上。两个碳原子2pz轨道上的电子则在键轴平行的方向上侧面重叠成键，这样形成的共价键，电子云分布在乙烯分子所在平面的上下两方。这种键不同于σ键，不是轴向对称的，因此被称为π键（π bonds）。　乙烯分子C=C双键中的两个键是不等同的，一个是由sp2－sp2形成的σ键，由于轨道重叠程度较大，所以键的强度较强；另一个是由p－p形成的π键，由于侧面相叠，重叠程度较弱，键的强度较弱。

编辑本段5 sp杂化与碳碳叁键

　　碳原子还可以进行sp杂化，即由1个2s轨道与1个2p轨道杂化形成2个sp杂化轨道（sp-hybrid orbital）。每个sp杂化轨道含有1/2的s轨道成分，1/2的p轨道成分，其能量高于2s轨道，低于2p轨道。sp杂化轨道的形状类似sp3杂化轨道。　由于电子间的相互排斥作用，这两个轨道处于相互远离的方向，即轨道间夹角为180 o，处于同一直线上。余下两个2py、2pz轨道与两个sp杂化轨道所在的直线相互垂直。　乙炔分子中两个碳原子之间相互以sp－sp杂化轨道形成一个σ键，并各自用一个sp杂化轨道与氢原子的1s形成一个σ键，这样形成一个直线型分子。同时两个碳原子之间分别以2py－2py，2pz－2pz侧面重叠形成两个相互垂直的π键，这两个π键分别处于C－Cσ键的上下两方和前后两方。

通常是讨论sp,sp2,sp3,杂化轨道中p成分越多,说明轨道距离原子核越远,则核对电子的控制能力越弱,轨道中的电子越容易失去,还原性越强,但是具体分子要具体分析,要考虑空间构型,体系等方面的问题

NH3分子为C3v点群，三个N-H中s,p成分相同，计算其中一个N-H键中的s成分，就可以了解其他的键

设有2个H原子和N原子坐落在xy平面上，可以得到N原子的两个杂化轨道，根据原子规定的正交归一条件解出参数c的值，代回杂化轨道中，这个过程比较复杂，我就不想写了，后面的再详细写

后面因为只求s成分和p成分，由两个等性杂化轨道的最大值之间的夹角关系，设s成分为a，则p成分为1-a，有a+(1-a)cos theta=0，其中theta为1073°，解得s轨道的成分为023

而孤对电子所占的杂化轨道中，s轨道占：1,00-3×023=031，p轨道占1-031=069