原理模型

原理模型

2Px 2Py 2Py

所謂原理模型的綜合,是指在抽象化和理想化的條件下,以反映對象的特性和規律的概念系統來描述對象的整體結構的一種綜合。原理模型的建立,反映了綜合已達到科學思維的高度抽象階段。在現代科學思維中,原理模型往往與直觀模型是相對應的,兩者都是關於對象整體的綜合認識。原理模型深化直觀模型的認識,給直觀模型以理論說明,而直觀模型也給原理模型以簡明的、形象的說明。
比如,在化學理論中,對於綜合完成一個認識分子整體的原理模型來說,必須從概念上明確:首先,分子是由哪些性質不同的原子或原子團和多少原子組成?其次,原子或原子團間以什麼方式相互聯繫和相互作用?原子或原子團的空間排列順序、方向、角度和距離如何?再次,分子在整體上屬於什麼結構式?把這些問題的 基本概念弄清楚了,一個分子的整體結構的原理模型也就綜合完成了。下面,我們以CnH2n+2的烷烴系列來看,最簡單的甲烷分子也決不是1個碳原子和4個氫原子的簡單相加,而是一個具有複雜結構的整體。其中碳原子的核外電子排布不是最低和最穩定狀態的1S2,2S2,2P1x,2Ply的軌道,而是彼此間發生劇烈的相互作用和相互影響,1個2S電子獲得能量躍遷至2Pz軌道上。
↑ │ ↑ 躍 遷 ↑ │ ↑ │ ↑
2Px 2Py 2Px 2Py 2Pz
↑↓ ↑
2S 2S
這樣,就發生了一個S軌道與三個P軌道的雜化重迭作用,形成了四個具有新質的SP3雜化軌道。四個SP3雜化軌道的軸在空間的取向即相當於從正四面體的中心伸向四個頂點的方向,鍵角為109.5o,然後,氫原子的1S軌道又與SP3雜化軌道相重迭,這樣,甲烷分子的結構就是一個正四面體的整體結構了。與此相應的甲烷CH4直觀模型如下:
甲烷CH4的立體結構模型

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