处于同一电子层的原子核外电子为什么可以在不同类型的原子轨道运动?

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• 原子轨道理论价键理论对共价键的本质和特点做了有力的论证,但它把讨论的基础放在共用一对电子形成一个共价键上,在解释许多分子、原子的价键数目及分子空间结构时却遇到了困难.例如C原子的价电子是2s22p2,按电子排布规律,2个s电子是已配对的,只有2个p电子未成对,而许多含碳化合物中C都呈4价而不是2价,可以设想有1个s电子激发到p轨道去了.那么1个s轨道和3个p轨道都有不成对电子,可以形成4个共价键,但s和p的成键方向和能量应该是不同的.而实验证明：CH4分子中,4个C-H共价键是完全等同的,键长为114pm,键角为109.5°.BCl3,BeCl2,PCl3等许多分子也都有类似的情况.为了解释这些矛盾,1928年鲍林（Pauling）提出了杂化轨道概念,丰富和发展了的价键理论.他根据量子力学的观点提出：在同一个原子中,能量相近的不同类型的几个原子轨道在成键时,可以互相叠加重组,成为相同数目、能量相等的新轨道,这种新轨道叫杂化轨道.C原子中1个2s电子激发到2p后,1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成
• A、B、C、D四种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B与C为同一周期，A与D为同一主族，C元素的原子核外电子总数是电子层数的4倍，D是所在周期原子半径最大的元素．又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体．请回答下列问题：（1）D在元素周期表中的位置是______．（2）由A、C两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解成Y，X的电子式为______．（3）D与C形成的化合物可与Y反应生成单质Z，该反应的化学方程式为______；若有1mol电子转移，生成Z的物质的量为______mol．（4）写出实验室制备BA3的化学方程式______．将BA3通入溴水中可发生反应，生成一种单质和一种盐，写出该反应的离子方程式______．（5）已知B2A4可燃烧生成B的单质和Y，以B2A4、O2、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池负极反应是______．以石墨为电极，用该电池电解100mL饱和食盐水，一段时间后，在两极共收集到224m
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