二茂鐵中碳雜化

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二茂鐵[Fe(C5H5)2]由二價(jià)鐵離子和二環(huán)戊烯基陰離子燃燒速率催化劑組成，二茂鐵屬于分子晶體，熔點(diǎn)低且硬度小，易升華，不溶于水，溶于苯、乙醚、二茂鐵等非極性溶劑中，F(xiàn)e原子序數(shù)為26，亞鐵離子的核外電子數(shù)為24，二價(jià)鐵離子的基態(tài)電子構(gòu)型為[Ar]3D6。根據(jù)二茂鐵的結(jié)構(gòu)，鐵與環(huán)的距離比較遠(yuǎn)（166pm），因此環(huán)中的C原子（每個(gè)）之間的相互作用超過(guò)了C和Fe原子之間的相互作用。那么二茂鐵中的碳雜化呢？
當(dāng)碳原子與其他原子或與碳原子本身結(jié)合時(shí)，幾個(gè)具有相似能級(jí)的原子軌道可以混合產(chǎn)生新的原子軌道。這個(gè)新的軌道被稱為混合軌道，這個(gè)過(guò)程被稱為雜交?；旌宪壍赖母拍钍翘幚砹孔踊瘜W(xué)中分子構(gòu)型的理論。它由L.C.Pauling于1931年首次提出。起初，這個(gè)概念只屬于價(jià)鍵理論。后來(lái)，分子軌道理論（MO）的局部化模型也采用混合軌道作為組合基函數(shù)。1950年代，許多學(xué)者不斷深化和完善這一概念，使其成為當(dāng)代化學(xué)鍵理論的重要組成部分。
在碳原子與碳原子和其他原子（如氫原子、氧原子、氮原子等）的鍵合過(guò)程中，能量相近的原子軌道根據(jù)鍵合要求進(jìn)一步線性結(jié)合形成新的原子軌道。不同原子軌道的線性組合稱為原子軌道的雜化。雜化軌道的數(shù)量等于參與雜化的原子軌道的數(shù)量，并且包含原始原子軌道的成分。同時(shí)，原子軌道線性組合形成的雜化軌道具有更強(qiáng)的方向性和成鍵能力，即原子軌道線性組合形成的雜化軌道更有利于成鍵。根據(jù)成鍵的需要，三個(gè)2p軌道中的一個(gè)含有激發(fā)態(tài)的不成對(duì)電子，可以促使2p軌道與2s軌道雜化，形成兩個(gè)SP雜化軌道?；蛘吣憧梢载暙I(xiàn)兩個(gè)2p軌道與2s雜化形成三個(gè)SP2雜化；您還可以貢獻(xiàn)所有三個(gè)2p軌道與2s雜交，形成四個(gè)SP3雜化軌道。因此，根據(jù)激發(fā)態(tài)雜化所涉及的2p軌道數(shù)的不同，可以采用sp、SP2和SP3雜化。
二茂鐵屬于芳烴類化合物，芳烴類化合物，芳香環(huán)上的碳原子采取sp2雜化，形成三個(gè)sp2雜化軌道，其中一個(gè)sp2雜化軌道用來(lái)形成環(huán)烴，碳碳σ鍵或碳雜σkey（而不是芳烴），另外兩個(gè)具有相鄰兩個(gè)碳原子的sp2雜化軌道形成σ鍵。芳環(huán)中每個(gè)碳原子的剩余p軌道，未雜化，并排形成一個(gè)大的PI鍵。
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參考資料：https://www.docin.com/p-2300681042.html