(1)s-p型杂化
只有s轨道和p轨道参与的杂化,主要有以下三种类型:
sp杂化
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。如下图(a)。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型,夹角180°。如下图(b)。如:becl2分子。
sp杂化轨道角度分布及其空间伸展方向示意图
sp2杂化
sp2杂化轨道由1个ns轨道和2个np轨道组合而形成的,每个杂化轨道含有三分之一的s轨道成分和三分之二p轨道成分,杂化轨道间夹角为120°,呈平面三角形分布。如bf3分子。
sp3杂化
sp2杂化轨道由1个ns轨道和3个np轨道组合而形成的,每个杂化轨道含有四分之一s轨道成分和四分之三轨道成分。杂化轨道间夹角为109°28′,空间构型为四面体型。如:ch4分子。
(2)s-p-d型杂化
ns轨道,np轨道,nd轨道一起参与杂化称为s-p-d型杂化,主要有以下几种类型:
sp3d杂化
sp3d杂化是由1个ns轨道,3个np轨道和一个nd轨道组合而成的,它的五个杂化轨道在空间呈三角双锥型,杂化轨道空间夹角为90°,120°或180°。如:pcl5分子。
sp3d2杂化
sp3d2杂化是由1个ns轨道,3个np轨道和2个nd轨道组合而成的,它的6个杂化轨道指向正八面体的6个顶点,杂化轨道空间夹角为90°或180°。如:sf6分子。
sp3d3杂化
sp3d2杂化是由1个ns轨道,3个np轨道和3个nd轨道组合而成的,它的7个杂化轨道在空间呈五角双锥型。
此外还有以内层的(n-1)d轨道,ns轨道,np轨道一起参与的杂化方式,它主要存在于过渡金属配位化合物中。
(3)等性杂化和不等性杂化
杂化过程中形成杂化轨道可能是一组能量简并的轨道,也可能是一组能量彼此不相等的轨道。因此,轨道的杂化方式可分为等性杂化和不等性杂化。
等型杂化
一组杂化轨道中,若参与杂化的各原子轨道s,p,d等成分相等,则杂化轨道的能量相等,这种杂化称为等性杂化。如becl2分子,bf3分子,ch4分子,sf6分子等均为等性杂化。
不等性杂化
一组杂化轨道中若参与杂化的各原子轨道(s,p,d等)成分并不相等,则杂化轨道的能量不相等,这种杂化称为不等性杂化。若参与杂化的原子轨道不仅包含具有未成对电子的原子轨道,也包含具有成对电子的原子轨道,这种情况下的杂化经常是不等性杂化。比如水分子呈v型,氨分子呈三角锥形,皆因为此。
(中心原子价层电子数+配原子提供的电子数-价态)/2得到数就是杂化轨道数,再根据这个数选择杂化方式