杂化轨道理论PPT演示
选修3杂化轨道理论ppt课件
已知:杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 ★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
结合上述信息完成下表:
代表物
CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
0+2=2
SP
直线形
0+3=3
SP2
平面三角形
0+4=4
SP3
正四面体形
(1)看中心原子有没有形成双键或叁键,如果有1 个叁键,则其中有2个π键,用去了2个p轨道,形成 的是sp杂化;如果有1个双键则其中有1个π键,形成 的是sp2杂化;如果全部是单键,则形成的是sp3杂化。 (2)没有填充电子的空轨道一般不参与杂化。
精选ppt
思考题:根据以下事实总结:如何判断一个 化合物的中心原子的杂化类型?
[Fe (SCN) ]2+ 血红 色
由于该离子的颜 色极似血液,常
被用于电影特技
和魔术表演。
练习书写: 向硝酸银溶液中逐渐滴加氨水的离子方程式
精选ppt
其结构简式为:
H3N Cu NH3
NH3
试写出实验中发生的两个反应的离 子方程式?
Cu 2+ +2NH3 .H2O
Cu(OH)2 +2 NH4 +
Cu(OH)2 + 4NH3 . H2O 蓝色沉淀
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O 深蓝色溶 液
精选ppt
精选ppt
实验2-3
Fe 3+ +SCN— 硫氰酸根
中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ轨道,如 H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对, 这样的4个杂化轨道显然有差别,叫做不等性杂化。
杂化轨道理论完整ppt课件
•杂化轨道理论基本概念•s-p 杂化轨道•p-d 杂化轨道•d-f 杂化轨道•杂化轨道理论与分子构型关系•杂化轨道理论在化学领域应用•总结与展望目录01杂化轨道理论基本概念原子轨道与杂化轨道原子轨道杂化轨道sp 杂化sp2杂化sp3杂化030201杂化类型及特点杂化轨道形成过程激发原子中能量相近的不同类型原子轨道在成键过程中重新分配能量和确定空间方向,组成数目相等的新的原子轨道。
杂化重新组合后的原子轨道称为杂化原子轨道,简称杂化轨道。
成键杂化后的原子轨道能量相等、成分相同,仅空间方位不同。
杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理。
02s-p杂化轨道s-p杂化原理及类型s-p杂化原理s-p杂化类型根据参与杂化的s和p轨道数目不同,可分为sp、sp²、sp³等类型。
s-p杂化实例分析乙烯分子中的C=C双键炔烃分子中的C≡C三键s-p杂化性质总结s-p杂化轨道具有方向性和饱和性01s-p杂化影响分子构型和性质02s-p杂化与化学键稳定性0303p-d杂化轨道p-d杂化原理及类型p-d杂化原理p-d杂化类型p-d杂化实例分析实例一PCl5分子。
磷原子中的3个p轨道和1个d轨道发生杂化,形成5个sp3d杂化轨道,分别与5个氯原子形成共价键。
这种杂化解释了PCl5分子的三角双锥构型。
实例二SF6分子。
硫原子中的3个p轨道和2个d轨道发生杂化,形成6个sp3d2杂化轨道,分别与6个氟原子形成共价键。
这种杂化解释了SF6分子的八面体构型。
化学键性质p-d 杂化轨道中的电子分布和键合情况决定了分子的化学键性质,如键长、键角、键能等。
这些性质与分子的稳定性和反应性密切相关。
几何构型p-d 杂化轨道形成的分子具有特定的几何构型,如三角双锥、八面体等,这些构型与参与杂化的轨道数目和类型密切相关。
光学性质p-d 杂化轨道对分子的光学性质也有影响,如吸收光谱、发射光谱等。
这些性质与分子中的电子跃迁和能级结构有关。
无机化学 杂化轨道理论 PPT课件
C 与 O 之间 sp - 2px 成 键,决定了 O-C-O 分子 为直线形。
激发
杂化
py pz
C 中未杂化的 py 与左边 O 的
py 沿纸面方向成 键;
激发
杂化
py pz
C 中未杂化的 pz 与右边 O 的 pz 沿垂直于纸面的方向成 键。
故 CO2 分子中有两个碳氧双键 OCO
这个过程叫做轨道的杂化,产生 的新轨道叫做杂化轨道。
形成 CH4 分子时,中心 碳原子的 2s 和 2px,2py,2pz 等 4 条原子轨道发生杂化。
产生一组新的原子轨道, 即 4 条 sp3 杂化轨道。
这些 sp3 杂化轨道不同于 s 轨 道,也不同于 p 轨道。
杂化轨道有自己的波函数、能 量、形状和空间取向。
。
在 sp2 杂化中,
s 占 1 ,p占 2 。
3
3
s 和 p 之间形成的杂化轨道, 其能量高于 s,低于 p。
其中 p 的成份越多能量越高。
p
E
sp3
sp2
sp间的分布
sp 杂化 两条杂化轨道呈
直线形分布。 互成 180°角。
sp2 杂化
3 条杂化轨道指向正三角形
事实上,6 条 pz 轨道对称性 一致,互相重叠,可以认为形成大
键,写成
6 6
,表示如下图
6 6
中右下的 6 表示 6 个原子轨
道对称性一致,互相重叠;
右上的 6 表示在大 键的轨道 中有 6 个电子。
6 6
称为 6 中心 6 电子键。
这个 键也称为不定域 键, 或离域 键。
两点结论 ① 分子构型由 键确定; ② 键在 键基础上形成。
杂化轨道理论完整ppt课件
可编辑课件
5
激发
CH4分子(sp3杂化)
2p 2s
2p 2s
sp3杂化
sp3
可编辑课件
6
3.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。 (2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近(同一能
级组或相近能级组的轨道)。 (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。 (4) 杂化前后原子轨道数目不变:参加杂化的轨
理论分析:Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个 Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠,形成2个spp的 σ键,所以BeCl2分子的空间构型为直线。
实验测定:BeCl2分子中有2个完全等同的BeCl键, 键角为1800 ,分子的空间构型为直线。
其他例子: CO2、HC≡CH
乙炔中的碳原子为sp杂化,分子呈直线构型。
可编辑课件
8
可编辑课件
9
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨 道和3个2p轨道这4个轨道会发生混杂,混杂时保持轨 道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨 道,夹角109 28 ′, 如下图所示:
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C 109°28’
D. SO2为V形结构, CO2为直线形结构
可编辑课件
32
感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络, 如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!
H
H
H
可编辑课件
10
实例分析1:
试解释CCl4分子的空间构型。
《杂化轨道理论》课件
材料科学
杂化轨道理论在材料科学中也有广泛 应用,如解释晶体结构、分子基材料
性质等。
分子结构和性质
通过杂化轨道理论可以预测分子的几 何结构和物理性质,如键长、键角、 电子云分布等。
药物设计
在药物设计中,杂化轨道理论可用于 理解药物与生物大分子之间的相互作 用,从而进行合理的设计。
02
杂化轨道理论的基本概念
对分子结构研究的指导意义
指导分子设计和合成
杂化轨道理论为分子设计和合成提供了理论基础,帮 助科学家预测新分子的性质和稳定性,优化分子的结 构和功能。
促进材料科学和生命科学的发展
杂化轨道理论在材料科学、生命科学等领域也有广泛 应用,为新型材料、药物设计、酶催化等研究提供了 重要指导。
对材料科学和生命科学的启示
原子轨道
原子轨道
原子中的电子在空间中的运动轨迹,可以用波函数来描述。
不同能级的原子轨道
原子轨道根据能量高低分为不同的能级,如s、p、d、f等。
电子填充规则
按照泡利不相容原理、洪特规则等规则,电子优先填充能量较低的 轨道。
杂化
杂化
为了形成稳定的化学键,不同能级的原 子轨道经过线性组合,形成新的波函数 的过程。
杂化轨道理论的应用前景
1 2 3
有机化学反应机理研究
杂化轨道理论在有机化学反应机理的研究中具有 重要应用价值,有助于深入理解有机反应的微观 过程和选择性控制。
材料科学领域
在材料科学领域,杂化轨道理论可用于研究新型 材料的结构和性质,为材料设计和性能优化提供 理论支持。
生物大分子结构与功能研究
杂化轨道理论在生物大分子结构与功能的研究中 具有潜在应用价值,有助于揭示生物大分子的结 构和功能关系。
化学人教版(2019)选择性必修2 2.2.3杂化轨道理论(共32张ppt)
第二节 分子的空间结构
第3课时 杂化轨道理论
学习目标
学习目标
1. 认识分子结构以及杂化轨道理论。
2. 分析杂化类型与分子空间结构的关系
素养目标
1.通过认识分子结构以及杂化轨道理论,分析杂化类型与分子空间结构的关系,培养宏观辨识与微观探析
的核心素养。
2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用杂化轨道理论进行解释,培养证据推理与模型认
叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道。
2.杂化条件:
(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
教学过程
3. 杂化轨道的特征:
(1)杂化前后轨道数不变
(2)杂化后的新轨道能量、形状都相同
(3)杂化过程中轨道的方向发生变化
(4) 杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对
4. 常见杂化类型:
如何解决这一矛盾呢?
教学过程
为了解决这一矛盾,1931年由鲍
林等人在价键理论的基础上提出杂化
轨道理论,它实质上仍属于现代价键
理论,但是它在成键能力、分子的空
间构型等方面丰富和发展了现代价键
理论。
鲍林
教学过程
一、杂化轨道理论
1.概念: 在外界条件影响下,原子内部能量相近的原子轨道重新组合形
成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道,
杂化轨道含一对孤电子对
NH3为三角锥形,类似的还有NF3、PH3等
教学过程
1. sp3 杂化
③ H2O中的O原子sp3杂化(O的价层电子对为4)
O原子的4个sp3杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个s-sp3σ键,剩余2个sp3
杂化轨道理论简介ppt课件
无机化学
在无机化学中,杂化轨道理论用于解释复 杂化合物的成键方式和性质,如配合物、 金属氧化物等。
B
C
材料科学
在材料科学中,杂化轨道理论用于研究材料 的电子结构和性质,为新材料的开发和性能 优化提供理论支持。
生物学
在生物学中,杂化轨道理论用于解释生物大 分子的结构和功能,如蛋白质、核酸等。
D
02 杂化轨道的形成
案例二:乙烯分子的化学反应活性分析
总结词
乙烯分子的双键碳原子采用sp2杂化,这与其化学反应活性有关。
详细描述
乙烯分子中的碳原子通过sp2杂化形成三个等同的杂化轨道,其中两个杂化轨道与两个氢原子形成C-H共价键, 而第三个杂化轨道则与另一个碳原子的杂化轨道形成π键。这种杂化方式使得乙烯分子中的碳原子具有未共用的 电子对,易于发生亲电加成反应,表现出较高的化学反应活性。
04 杂化轨道理论的应用
在分子结构中的应用
1 2
确定分子空间构型
杂化轨道理论可以用来解释分子的空间构型,例 如甲烷分子中的碳原子通过sp3杂化形成四面体 结构。
预测键角和键长
通过杂化轨道理论,可以预测分子中键角和键长, 这对于理解分子性质和行为至关重要。
3
解释键的极性和非极性
杂化轨道理论有助于解释分子中键的极性和非极 性,这对于理解分子间的相互作用和化学反应机 制具有重要意义。
附性能、催化性能和光学性能等。
谢谢聆听
杂化轨道理论是通过将不同类型的原子轨道进行线性组 合,形成新的原子轨道,以更好地满足成键的需求。
03
概念
杂化轨道理论的核心概念是轨道的杂化和电子云的分布 ,它有助于理解分子的几何构型和化学键的性质。
杂化轨道理论的发展历程
杂化轨道理论ppt课件
[思考]气态BeCl2分子是直线形,Cl原子位于Be原子的两侧, BeCl2分子 中键角为180o 。杂化轨道理论如何解释?
基态 ↑↓
2p 2s
激发
σ
σ
氯原子的3p轨道
激发态 ↑
2s
↑
2p
杂化
sp杂化轨道 ↑ ↑
未杂化轨道
(3) sp杂化轨道——BeCl2分子的形成
z
z
180°
z
z
y
y
y
y
x
x
x
杂化改变了原子轨道的 形状、方向。杂化使原
子的成键能力增加。
重叠程度 增大
2、杂化轨道的形成及其特点
价 层 激发 电 子
杂
空
轨道重新组合 化
轨
轨
道
能量相 近、类
道
成对电子 中的一个
与激发电 子邻近
型不同 的原子
轨道
轨道总数不变,角度和 形状发生变化,成键时释放 能量较多,轨道重叠程度增 大,生成的分子更稳定。
2、根据价层电子对互斥模型及原子杂化轨道理论判断NF3分子
的空间结构和中心原子的杂化方式为( D )
A.直线形 sp杂化 B.平面三角形 sp2杂化 C.三角锥形 sp2杂化 D.三角锥形 sp3杂化
3、在乙烯(CH2=CH2)分子中有5个σ键、一个π键,它们分别是( A )
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C.C—H之间是sp2形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的 π键 D.C—C之间是sp2形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的 π键
中心原子 的杂化轨
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化 轨道相互重叠后,就形成了四个性质、能量和键角都完 全相同的S-SP3σ键,从而构成一个正四面体构型的分子。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
二、杂化理论的内容
1.概念:在形成分子时,在外界条件影响下若干不同 类型能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成一组 新轨道的过程叫做原子轨道的杂化,所形成的新轨道 就称为杂化轨道。 2.要点: (1)参与参加杂化的各原子轨道能量要相近(同一能 级组或相近能级组的轨道); (2)杂化前后原子轨道数目不变:参加杂化的轨道数 目等于形成的杂化轨道数目;
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
sp2杂化轨道的形成过程
120°
z
z
z
z
y
y
y
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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 每两个轨道间的夹角为120°,呈平面三角形
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
激发
2s
2p
2s
2p
sp2杂化
F
sp2
B
F
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
F
2p
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
• 思考:H2C=CH2中的C原子采取sp2杂化方式, 分析其空间构型,它是如何形成π键的。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
2s 2p
激发 2s 2p
sp3杂化
sp3
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化 轨道相互重叠后,就形成了四个性质、能量和键角都完 全相同的s-sp3σ键,从而构成一个正四面体构型的分子。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
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109.5°,空间构型为正四面体型
H↑↓
C ↑↓↑↓↑↓↑↓
1s 2s
2p
活动:请根据价层电子对互斥理论分析CH4 的立体构型
新问题1:
1.根据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原子轨道排布图
2p2
2s2
1s2
H原子轨道排布图
1s1
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
新问题2:
C
C
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
C:2s22p2
2s
2p 激发 2s 2p
sp3杂化
sp3
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全 相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
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?
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
按照我们已经学过的价键理论,甲烷的4个C — H单键 都应该是完全一样的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
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
价层电子对数
方式
模型
2
sp
直线形
3
sp2
平面三角形
4
sp3
正四面体形
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
物质
价电 杂化 子对数 轨道类型
杂化轨道/ VSEPR构型
轨道 夹角
分子空 间构型
键角
BeCl2 2
CO2 2
BF3
3
sp
直线形 180°直线形 180°
sp
直线形 180°直线形 180°
第二节 分子的立体构型
第2课时 杂化轨道理论
• 1.杂化轨道理论的意义 • 2.杂化轨道理论的内容 • 3.杂化方式的判断方法 • 4.杂化轨道的类别
活动:请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型
思考:为什么碳原子与氢原子结合 形成CH4,而不是CH2 ?键 角为什么不是90°而是 107°28′
(5)中心原子杂化轨道中填充的必然是σ键电子对或 孤电子对;只有未杂化的p轨道才能形成π键。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
sp杂化轨道的形成过程
180°
z
z
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
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PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
三、杂化方式的判断方法
成键时中心原子杂化轨道中填充的必然是σ键电子对 或孤电子对。
中心原子的杂化轨道数=中心原子的价层电子对总数
中心原子杂化轨道的空间构型和价层电子对的空间 构型是完全一致的。
A的杂化轨道数和 A的杂化 杂化轨道或VSEPR
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
(3)杂化轨道时原子轨道的形状发生改变,在成键时 更有利于轨道间的重叠;
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件) 杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
(4)杂化轨道时原子轨道的方向发生改变,改变原 则为使相互间排斥力最小,故在空间取最大夹角分 布。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
2s
Cl
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
激发
2p
2s
2p
sp杂化
180°
Be
Cl
sp 2p
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
• 思考:H-C≡C-H中的C原子采取sp杂化方式, 分析其空间构型,它是如何形成π键的。
杂化轨道理论PPT演示(优秀课件)
sp2
平面三角形
120°
平面 三角形
120°
CH4 4 NH4+ 4 H2O 4 NH3 4 PCl3 4