2015年12月27日 星期日

回應 化學原理啟迪366 dsp3混成軌域

Choral Christmas Songs from A Choir of Angels
匿名網友問:dsp3混成軌域 dsp3 Hybridization 上的「想請問:d2sp3sp3d2 2個有什麼差別 列如ICL2-的混成軌域是哪一個」
1.        首先,我認為:d2sp3sp3d2沒有差別,只是這本教科書的作者Steven S. Zumdahl習慣用 d2sp3混成軌域,但是也有很多人會寫成sp3d2。不過,你會有困擾,可能是沒有完全想清楚spd的意義,所以,我補充解釋一下這幾個名詞的意義。
2.         包覆在原子核外的電子雲,是一層一層的,不是均勻分布的;愈靠近原子核的電子雲,受到原子核的引力愈大,電子與原子核之間正負相吸的力量愈強;
3.         我們用能階n表示各層電子雲的能量大小,n=1 是第一能階,最靠近原子核,能量最大,其次是n=2第二能階,能量次之,再其次是n=3第三能階………。
4.         原子核外面有一層一層的電子雲,稱為主電子殼層。能階n是用來說明各層電子雲的能量大小。
5.        每一個能階(或稱主電子殼層)的電子雲,又可以再細分成好幾層,由內而外、由低能階到高能階,依序為s殼層、p殼層、d殼層、f殼層。
6.        每個次殼層電子雲的形狀不同,s殼層(s軌域)是圓球型;p殼層(p軌域)是兩個相連的橢圓球,又稱為啞鈴型;d殼層共有5種形狀;f殼層共有7種形狀。如圖:
7.        當一顆原子是獨立自主的時候,這些殼層的特性不會顯現出來,但是,當原子彼此互相鍵結的時候,這些次殼層的電子雲形狀,就會因為周圍其他原子的引力,而被誇大出來。
8.        如果一個原子的最外層電子雲,也就是所謂的鍵結電子軌域,包括1s軌域和p軌域,那麼,在周圍其他鍵結原子的引力牽引下,會混合成一種新的電子雲型狀;新的電子雲型狀,帶有一點s軌域的特性,又帶有一點p軌域的特性,因此稱為spsp2sp3混成軌域;p右上方的數字是依據參與鍵結p軌域的數量來決定。
9.        你說:d2sp3sp3d2有沒有差別?我認為沒有,因為不論是d2sp3或是sp3d2意思都是指,這是由原子的2d軌域、1s軌域和3p軌域,混合而成的軌域。
10.     第二個問題,ICL2-的混成軌域是哪一個?我幫你查網路,依據化學網站UCDAVIS CHEMWIKI(加州大學戴維斯分校化學維基) sp3d混成軌域。
11.     加州大學戴維斯分校化學維基說,碘的最外的電子殼層有7個電子,因此,ICl2-尚有多一個負電子,因此碘的最外層共有7+1=8個電子;
12.     ICl2-,碘I2個氯原子Cl鍵結,形成2氯鍵」,這是σ,碘扣掉二個與氯鍵結的電子,還剩下6個電子,這6個電子形成3個未鍵結電子軌域,全部加起來共有5σ鍵。
13.     5σ4σ1個外加的σ鍵,這是sp3d混成軌域,圖形如下:
14.     科學領域牽涉好幾項能力,國內的教育體系比較注意運算能力」與「記憶能力」,這些確實都是重要的科學能力;這幾年有很多人加入國際發明獎的比賽,應用理論,動手設計與製造產品,也是一種科學能力。
15.     圖像思考也是一種科學能力,將抽像的、看不見的世界,用具體的圖形表達出來;混成軌域理論就牽涉到圖像思考的能力。如何訓練圖像思考能力?繪畫、玩積木、看漫畫書、看卡通、學習攝影、去美術館看藝術品、欣賞建築,都可以訓練圖像思考能力。
16.     台灣過去很長一段時間處於白色恐怖戒嚴時期,當時多數人看到碰政治的人都坐牢、被殺害,很害怕,就建議小孩子不要碰政治,碰政治會出事。我的一家人不想碰政治,結果還是出事。
17.     我不懂政治,就一直被握有權力的人、懂政治的人迫害,被統派和獨派輪流追殺;只要損及他們的利益,懂政治又握有權力的人,就會用他們的能力打壓弱勢者,不僅連一份糊口的工作都不會給,他們還會使出栽贓抹黑的手段,這是他們的求生本能,這也是每個人必須面對的社會現實。
18.     所以,我認為學科學的人不要學政治的想法,是不對的。一個人對政治無知,她一定會因為在政治方面的無知而遭遇不幸;一個人對法律無知,她一定會因為在法律方面的無知而遭遇不幸。
19.     因此,學科學的人一定要多元學習,看報紙、看政論節目、看政治人物的造勢演講,這樣頭腦比較靈活,才會產生獨立思考能力,縱使一時失敗,也可以再次站起來。所謂的科學,就是不斷地對不同領域求知
20.     政客都是邪惡的,絕對不可以信任,人民愈信任政客,政客就愈驕傲,生物慾望就會發作,不停地以大欺小、踐踏弱勢者的人權。「被信任」是一種極大的權力,而權力愈大愈容易造成權力的腐化。台灣社會只有充滿不信任的政治氣氛,政客才不會隨便造次、踐踏人權
21.     不管是國民黨或是民進黨,不論是新黨、親民黨、台聯黨、時代力量全部都一樣,你不監控他們,這群政客人性的醜惡面就會全部爆發出來。
22.     民主政治第一原則不是選舉制度,是百姓不要相信政客。政客自己不敗類,他的家人也非常有可能是敗類;縱使他的家人不是敗類,他的幕僚也非常有可能是敗類;他的幕僚不是敗類,他的金主也非常有可能是敗類。
23.     人類歷史上絕大多數的政客,都一定是社會敗類。例如,習近平政府就沒有一個人不是敗類,不是嗎?
24.     民主政治第二原則,不守信用的政客,絕對是社會敗類,不可能有例外,他只要是不守信用的政客,一定是社會敗類。
25.     民主政治第三原則,新聞媒體人,只要他相信政客,那個新聞媒體人一定是社會敗類。所以,新聞媒體絕對不可以信任政客,百姓絕對不可以信任新聞媒體,這樣充滿不信任的社會,就是充滿矛盾與衝突的社會,這就是一個最活潑、最有生機的社會。
26.     一言堂的社會一定充滿各種腐爛、骯髒與噁心。只有充滿不信任的社會,政治才會真正的透明、清廉。以新加坡為例,表面上清廉,實際上李光耀家族非常地貪腐,因為他們是一言堂的社會;可是表面上的清廉,更凸顯出這是非常噁心的社會。
27.     看國防部的退輔會就可以知道,國防部是骯髒不要臉的社會組織,那個組織上下都彼此信任,因此失去監督機制。
28.     為什麼台灣沒有辦法誕生諾貝爾獎得主?因為李遠哲的光環太大,許多學者看到他就失去人生鬥志,還有很多學者胡亂謾罵,自己沒辦法寫學術論文,只會嫉妒別人,這種自暴自棄充滿嫉妒的學者,是台灣絕大多數學者的現象。要怎麼解決?
29.     把各大學的系主任、院長,換成國際知名的大學者,就這麼簡單。不然你看政治大學就好了,裡面哪一個學者是國際頂尖的大學者沒有半個,從校長到工友知識水準都非常低劣,都缺乏國際學術地位,這就是客觀真實。
30.     台灣大學只要每一個系主任都要求下一個系主任,一定要具有國際頂尖學術地位的人才可以擔任,台灣大學就超越劍橋大學,就這麼簡單。台大哲學系教授,是不是國際頂尖的哲學系教授絕對不是,哲學系需要設備嗎?都是找爛咖。

以下為從UCDAVIS CHEMWIKI下載的內容:
Prediction of sp3d, sp3d2, and sp3d3 Hybridization States
In case of sp3d, sp3d2 and sp3dhybridization state there is a common term spfor which 4 sigma bonds are responsible. So, in addition to 4 sigma bonds, for each additional sigma, added one d orbital gradually as follows:-
5σ bonds = 4σ bonds + 1 additional σ bond = sp3d hybridization
6σ bonds = 4σ bonds + 2 additional σ bonds = sp3d2 hybridization
7σ bonds = 4σ bonds + 3 additional σ bonds = sp3d3 hybridization
Eg:-
a.IF4+: I has 7 e-s in its outermost shell, so, in this case, subtract one e- from 7 i.e. 7 – 1 = 6. So, out of 6 electrons, 4 electrons form 4 I-F bonds i.e. 4 sigma bonds and there is one LP. So, altogether there are 5 σ bonds. So, 5σ bonds = 4 σ bonds + 1 additional σ bond = sp3d hybridization
b.IF7: 7 I-F single bonds i.e. 7σ bonds = 4σ bonds + 3 additional σ bonds = sp3d3 hybridization.
c.ICl2-: I has 7 e-s in its outermost shell, so, in this case, add one e- with 7(overall charge on the compound) i.e. 07+1= 08. So, out of 08 electrons, 02 electrons form 02 I-Cl bonds i.e. 02 sigma bonds and there is 03 LPs. So, altogether there are 05σ bonds. So, 5σ bonds = 04 σ bonds + 01 additional σ bond = sp3d hybridization.
d. XeF4: Xe, an inert gas, consider 8 e-s in its outermost shell, 04 of which form 04 Xe-F sigma bonds and there is two LPs, i.e. altogether there is 06 σ bonds = 04 σ bonds  + 02 additional σ bonds = sp3d2 hybridization.
In case of determination of the hybridization state by using the above method, one must have a clear idea about the outermost electrons of different family members in the periodic table as follows: