二茂铁中碳杂化

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二茂铁[Fe(C5H5)2]由二价铁离子和二环戊烯基阴离子燃烧速率催化剂组成，二茂铁属于分子晶体，熔点低且硬度小，易升华，不溶于水，溶于苯、乙醚、二茂铁等非极性溶剂中，Fe原子序数为26，亚铁离子的核外电子数为24，二价铁离子的基态电子构型为[Ar]3D6。根据二茂铁的结构，铁与环的距离比较远（166pm），因此环中的C原子（每个）之间的相互作用超过了C和Fe原子之间的相互作用。那么二茂铁中的碳杂化呢？
当碳原子与其他原子或与碳原子本身结合时，几个具有相似能级的原子轨道可以混合产生新的原子轨道。这个新的轨道被称为混合轨道，这个过程被称为杂交。混合轨道的概念是处理量子化学中分子构型的理论。它由L.C.Pauling于1931年首次提出。起初，这个概念只属于价键理论。后来，分子轨道理论（MO）的局部化模型也采用混合轨道作为组合基函数。1950年代，许多学者不断深化和完善这一概念，使其成为当代化学键理论的重要组成部分。
在碳原子与碳原子和其他原子（如氢原子、氧原子、氮原子等）的键合过程中，能量相近的原子轨道根据键合要求进一步线性结合形成新的原子轨道。不同原子轨道的线性组合称为原子轨道的杂化。杂化轨道的数量等于参与杂化的原子轨道的数量，并且包含原始原子轨道的成分。同时，原子轨道线性组合形成的杂化轨道具有更强的方向性和成键能力，即原子轨道线性组合形成的杂化轨道更有利于成键。根据成键的需要，三个2p轨道中的一个含有激发态的不成对电子，可以促使2p轨道与2s轨道杂化，形成两个SP杂化轨道。或者你可以贡献两个2p轨道与2s杂化形成三个SP2杂化；您还可以贡献所有三个2p轨道与2s杂交，形成四个SP3杂化轨道。因此，根据激发态杂化所涉及的2p轨道数的不同，可以采用sp、SP2和SP3杂化。
二茂铁属于芳烃类化合物，芳烃类化合物，芳香环上的碳原子采取sp2杂化，形成三个sp2杂化轨道，其中一个sp2杂化轨道用来形成环烃，碳碳σ键或碳杂σkey（而不是芳烃），另外两个具有相邻两个碳原子的sp2杂化轨道形成σ键。芳环中每个碳原子的剩余p轨道，未杂化，并排形成一个大的PI键。
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