人教化学选修3第二章第二节分子的立体构型第2课时 (共21张PPT)

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sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
形成2个sp杂化轨道。 每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，
含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分
两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
杂化轨道理论的类型
杂化类型
参与杂 化的轨 道类型 和数目
杂化 轨道 数目
每个杂化轨道 成分
sp3杂化
4 1个s轨道，
3个p轨道
1/4 s 轨道 3/4 p 轨道
sp2杂化
1个s轨道，
2个p轨道 3
1/3 s 轨道 2/3 p 轨道
sp杂化
2 1个s轨道，
1个p轨道
1/2 s 轨道 1/2 p 轨道
15
杂化轨道 互斥模型
O
【学以致用】
分子
H2O
VSEPR模型
四面体形
杂化轨 道类型
sp3
杂化轨 道数目
4
中心原子 孤电子 结合的原 对数
子数
22
NH3 四面体形 sp3 4
3
1
CH4 正四面体形 sp3 4
4
0
BF3 平面三角形 sp2 3
3
0
CO2 直线形
sp 2
2
0
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数 中心原子价层电子对数 = 中心原子孤对电子对数＋中心原子 结合的原子数
知识小结
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念 2.杂化轨道理论的要点 3.三种sp杂化轨道类型的比较
sp杂化轨道—直线形，夹角180° 2个 sp2杂化轨道—平面三角形，夹角120°3个 sp3杂化轨道—正四面体形，夹角109°28′4个
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子孤对电子对 数＋中心原子结合的原子数
【总结拓展】
已知乙烯的分子所有原子在空间处于 同一平面上，判断乙烯分子的碳原子采用 的是什么杂化类型？它的杂化轨道用于形 成什么类型的化学键？最外层未杂化的轨 道形成什么类型的化学键？
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的 是（ B ）
A．CO2与SO2
B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3
选修三 第二章
第二节 分子的立体构型
——杂化轨道理论简介
【情景导入】
石墨烯（Graphene）是一种由碳原 子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄 膜——是一种只有一个原子层厚度的准 二维材料。由于其十分良好的强度、柔 韧、导电、导热、光学特性，在物理学、 材料学、电子信息、计算机、航空航天 等领域都得到了长足的发展。
B
F
F
问题：BF3 分子中心原
子有没有发生杂化？为什
么？如果发生杂化，是哪
些轨道发生杂化？
B原子的杂化过程：
sp2杂化轨道的形成过程
120°
z
z
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,
形成3个sp2 杂化轨道。 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，
含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分
C: 2s
2p
跃迁 2s
2p
基态
激发态
3、电子跃迁后，得到的四个原子轨道有没有 差别？那么由这四个原子轨道结合H原子形成 的4个C-H键应该有无差别？
这与实际测得甲烷分子中的4个C-H键的键长， 键能、键角有没有矛盾？解决这一矛盾的出路 是什么？ •解决问题的方法是建立新的理论---美国化学 家鲍林提出了杂化轨道理论。
D．C2H2与C2H4
2、对SO2与CO2说法正确的是（ D ）
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化轨道
C． S原子和C原子上都没有孤对电子
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
3、写出下列分子的路易斯结构式并指出中心原 子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几 何构型。
(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2
作为目前发现的最薄、强度最大、 导电导热性能最强的一种新型纳米材料， 石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之 王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底 改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷 全球的颠覆性新技术新产业革命。
【学习讨论】
1、甲烷分子的立体构型是什么？分子中有 几个C-H键？比较这几个化学键的键长、 键角、键能有没有不同？
4、阅读课本P39并思考：鲍林是怎么解决这个矛 盾的，如何解释甲烷分子的正四面体结构？
C: 2s
2s
2p
基态
2p
激发态
杂化
跃迁
杂化态
------以上就是杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
在形成分子时，由于原子的相互影响，同一 原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道 混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成 数目相同、能量相等的新的原子轨道
·正四面体型
·4个C-H键 分子中的4个C—H键是完全等同的， 每两个键之间的键角都是109°28′。
2、从甲烷分子中C-H键的数目，说明中心 原子C在与H化合时应有几个未成对电子 ？由C原子的价电子排布可知：C原子的 未成对电子是多少？由此推测基态C原子 的最外层电子发生了什么样的变化？
·最外层s电子发生了跃迁
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化”（混合平均化）
2.要点
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近； （2）杂化前后原子轨道数目不变； （3）为使相互间排斥力最小，杂化轨道在空间取最 大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同；
3.杂化轨道的类型
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
当有1个s轨道和3个相互垂直的p轨道参与 杂化，得到了sp3杂化轨道；有1个s轨道和2个 p轨道参与杂化，得到的是sp2杂化轨道。依此 类推，当只有1个s轨道和1个p轨道参与杂化， 应该属于什么杂化类型？有何特点？
sp杂化轨道的形成过程
180°
z
z
z
z
y
y
y
y
y
x
x
x
x
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为109°28′ 空间构型为正四面体型
【合作探究】
F
已知： BF3分子中共有
120°
三个σ键，为平面三角形 分子（键角120°）。