为什么 sp³d 杂化形成的是键角不等的三角双锥？ 第1页

sp3d 杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和1个nd轨道组合而成的，然后空间分布是下面这样的：

对于「为什么键角不等」？

前面几位已经答了，在三维空间中不存在正五面体（Kaifu：怎样证明在三维空间里只能存在五种规则的多面体？），因此，不存在相邻键角相等的五个射线。

实际上，带相同电荷的轨道是相互排斥的，肯定存在一种整体势能最小的构型。这个应该是可以证明（我没做过），但我们可以从编程仿真的角度来看看。

我们在球面上随机生成五个初始点。

我们让它们互相之间产生与距离平方成反比的排斥力。

然后让它迭代仿真。只要时间足够多，五个点会稳定在某个局部势能最低点：

可以看到，每次迭代的结果都是一个三角双锥。

下面是一个迭代过程的视频：

那得看你要的是对称还是空间分布均匀了。

只想要均匀的话，三角双锥是最好的选择。简单地说，根据 VSEPR 模型，五对电子相互排斥，采取这个构象时斥力最小。

只想要对称的话，平面五边形就可以了。但是只有五对电子几乎不可能形成这种构型，因为同平面上这样排布斥力太大。的确也有部分平面五边形构型化合物，但通常是上下各有一对电子。

对称和分布均匀都想要？

你可以降一个维度，在二维平面上五边形就是空间分部均匀的结构了；

还可以升一个维度，在四维空间中由五个正四面体围成的正五胞体有五个顶点，既是高度对称的，又是高度分散的。

但是三维空间做不到 ╮(￣▽￣)╭

最后反对一下这个吹物理大法好的回答：

成键的两个轨道重叠越大则重叠积分越大，如果此时键级大于0的话会产生总能量降低的稳定化因素。

但是两对孤对电子的轨道重叠后，成键轨道和反键轨道都是两个电子，键级是0，只有孤对电子的排斥力，自然是更不稳定。

基本概念都没搞懂就别无脑黑化学系丢自己的脸了……