分子的空间结构(第3课时 杂化轨道理论简介)高二化学(人教版2019选择性必修2)

目录
CONTENTS
02 SP、SP2、 SP3三种杂化
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp3杂化
z
y x
z
y x
z 109°28′
y
x

z
y 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109.5°，空间构型为正四面体形
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp3杂化
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp3杂化 CH4分子的形成
C：2s22p2 2s
2p
2p
激发 2s
sp3杂化
sp3
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp2杂化
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 轨道的成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
课堂练习
4．下列关于空间构型的说法正确的是AA．CH4
是正四面体形 B．CH4是平面正方形C．CH4 是三角锥形 D．CH4是十字交叉形
课堂练习
C 5．氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为A．两种分
子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化B．NH3分子中 氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道C．NH3分子中有 一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D．NH3分子中氮元素的 电负性比CH4分子中碳元素的电负性大
120°
z
zz
z z
y
y
x
x
y y
x x
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp2杂化
B原子基 态电子排 布轨道表
示式
BF3分子的形成
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp2杂化 BF3分子
2s
B： 1s22s22p1 没有3个单电子
F
2p
2p
激发 2s
sp2 sp2杂化
B
F
F
02、SP、SP2、SP3三种杂化
课堂练习
6．下列分子中的中心原子杂化轨道的
类型相同的是A．CBS2与C6H6
B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
课堂练习
7．甲醛分子(CH2O)的中心原子(碳原子)的价层电子对数为________， 其孤电子对数为________，则该分子呈________形。甲醛分子的中心原 子的杂化类型为________，分子中共有________个σ键，有________个π 键，其中C﹣H的σ键的类型为________，C﹣O的σ键的类型为 ________
× √ ③五原子分子的空间结构都是正四面体形。( ) √ ④杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。( ) × ⑤凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四面体形。( ) × ⑥凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。( )
课堂练习
D 2．关于CO2和SO2的说法中，正确的是A．C和S上都没
如何解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
目录
CONTENTS
01 杂化理论简介
01、杂化理论简介
概念
外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道 的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。
杂化的条件：
(1).只有在形成化学键时才能杂化 (2).只有能量相近的轨道间才能杂化
sp杂化
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。
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°，呈直线形。
180°
z
zz
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp杂化 BeCl2分子的形成
Be原子基态 电子排布轨 道表示式
sp
pp
sp
02、SP、SP2、SP3三种杂化
sp杂化 BeCl2分子的形成
2p
Be原子：1s22s2
2s
没有单个电子，
激发
sp杂化
2p 2s
sp
Cl
B
Cl
e
180°
sp
px
px
C
C
l
l
02、SP、SP2、SP3三种杂化
【思考与讨论】
(1)观察上述杂化过程,分析原子轨道杂化后,数 量和能量有什么变化?
01、杂化理论简介
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小， 4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
01、杂化理论简介
01、杂化理论简介
杂化前后原子轨道在空间取最大夹 角分布，能使相互间排斥力最小
01、杂化理论简介
杂化轨道的特征 (1)杂化前后轨道数不变 (2)杂化过程中轨道的形状发生变化 (3)杂化后形成的化学键更稳定 (4)杂化后的新轨道能量、形状都相同 (5)杂化后的轨道之间尽可能远离。 (6)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对
【答案】3 0 平面三角形 sp2杂化 3 1 sp2﹣s sp2﹣p
有孤电子对B．C和S都是sp3杂化C．都是AB2型，所以 空间结构都是直线型D．CO2的空间结构是直线型， SO2的空间结构是V型
课堂练习
3．根据价层电子对互斥理论及杂化轨道理论判断NF3
分子的空间构型和中心原子的杂化方式分别为DA．直线
形 sp杂化 B．三角形 sp2杂化C．三角锥形 sp2 杂化 D．三角锥形 sp3杂化
目录
CONTENTS
03 杂化轨道与分 子的空间结构
的关系
03、杂化轨道与分子的空间结构的关系
杂化类型 轨道组成 轨道夹角
杂化轨道示意图
实例 分子的空间结构
sp 1个ns和1个np
180°
sp2 1个ns和2个np
120°
sp3 1个ns和3个np
109°28′
BeCl2 直线形
BeF3 平面三角形
CH4 正四面体
03、杂化轨道与分子的空间结构的关系
杂化轨道数=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数 =中心原子的价层电子对数
代表物
CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨 道数
0+2=2 0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4 2+2=4
杂化轨 道类型
sp sp2 sp3 sp2
杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同, 但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同,杂化后, 形成的一组杂化轨道的能量相同。
02、SP、SP2、SP3三种杂化
【思考与讨论】 (2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道?
不能。只有能量相近的原子轨道才能形 成杂化轨道。2s轨道与3p轨道不在同一能层, 能量相差较大。
第二节 分子的空 间结构
第3课时：杂化轨道理论 简介
PART
01
学习
PART
目标
02
PART
03
新课导入
【思考与讨论】
写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结 合形成CH4，而不是CH2 ？
C原子 电子排布图 （轨道表示式）
2p2 2s2 1s2
H 电子排布图
1s1
新课导入
按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H单键都应该是σ键， 然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s 轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构型 的甲烷分子
sp3 sp3
VSEPR模型 分子的
名称
立体构型
直线形
直线形
平面三角形
平面三角形
正四面体形
正四面体形
平面三角形 四面体形 四面体形
V形 三角锥形
V形
课堂总结
原子轨道杂化
在外界条件影响下，中心原子能 量相近的原子轨道发生混杂，重 新组合成一组新的轨道的过程。
杂化轨道
原子轨道杂化后形成的一组新的 原子轨道，叫做杂化轨道。
①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状和方向 ③杂化使原子的成键能力增强 ④杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道
课堂练习
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
× ①价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。 ( )
②NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致。( )