杂化轨道理论简介 PPT课件

s+p
sp2 s+(2)p
sp3 s+(3)p
杂化轨道数
2
3
4
价层电子对数
2
3
4
电子对的空间构型
（VSEPR模型）
杂化轨道间的夹角
180
实例
BeCl 2 BF3
120
CH 4
BCl3
SiCl4
109。28′ '
NH 3
H2O
PH 3
H 2S
分子空间构型
直线形
三角形 四面体 三角锥 V型
小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型的关系
2p
sp3杂化
2s
H 2O HOH 104ο 30'
O：2s22p4
2p
2s
sp3杂化
s p3
课堂练习：
分子
中心原 子的价 电子对
数
电子对的 空间排布 （VSEPR型）
中心原 子的孤 对电子对
(5).当中心原子的价层电子对数为6时，其杂化类型 为SP3d2杂化。
规律2：
通过看中心原子(如：碳原子）有没有形 成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。
(1).如果有1个三键或两个双键，则其中有2个π键， 用去2个P轨道，形成的是SP杂化；
(2).如果有1个双键则其中必有1个π键，用去1个P 轨道，形成的是SP2杂化；
（VSEPR模型）
间构型
键角
气态 2 BeCl2
sp
CO2 2 sp
180° 直线形 180°
180° 直线形 180°
BF3 3 sp2
120° 平面三角形 120°
SO2 3 sp2
120° V形 119.5°
物质 价电 子对数
中心原 电子对的空 子杂化 间构型 轨道类型 （VSEPR模型）
轨道 夹角
分子空 间构型
键角
CH4 4 sp3
NH4+ 4
sp3
H2O 4 sp3
NH3 4 sp3
PCl3 4 sp3
109。28′ 正四面体 1′ 09°28
'
109。28′ 正四面体 109。28′
109。28′
V形 105。
109。28′ 三角锥形 107。3′
109。28′ 三角锥形 107。3′
交流、讨论：
杂化类型
sp3d
sp3d2
参加杂化的轨道 杂化轨道数
价层电子对数
电子对的空间构型
（VSEPR模型）
杂化轨道间的夹角
实例
s+3p+d
s+3p+2d
5
6
5
三 角 双 锥
90。120。180。
6
八 面 体
90。180。
PCl5
SF6 XeF4
分子空间构型
三角双锥 八面体 正方形
判断分子或离子中心原子 的杂化类型的一般方法
②.杂化前后轨道数目不变。
③.杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。
轨道杂化的过程：
激发 杂化
轨道重叠
1.sp3杂化
2p
C：2s22p2
2s
CH4的空间构型
sp3杂化
C: 2s22p2 2s
2p 激发 2s
2p
sp3杂化
sp3
CH
的形成
4
2.sp2杂化 B：2s22p1
2p
2s
F
120°
B
F
F
BF3的空间构型
例3、试用杂化轨理论解释苯的结构
H
H
苯
C C sp2杂化 分
HC
CH
子
CC
中
H
H
大
π
例4、NH3、H2O分子中键角107°、105。′
sp 与子1的0原9°子28轨′相道差可不能大采，取由何此种可类推型测杂，化N？、O3原 原子轨道间夹角小于109°28′，可能说明 了什么问题？
斥力大小顺序:
孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子对-成键电子对
2.不等性杂化
杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的 比例不相等而能量不完全相同，这种杂化称为不等性杂 化。通常，若参与杂化的原子轨道中，有的已被孤对电 子占据，其杂化是不等性的。如NH3分子中N原子的 sp3 不等性杂化。
不等性sp3杂化
NH 3 HNH 107ο18'
N：2s22p3
s p3
杂化轨道理论简介
思考:
1、写出碳原子的核外电子排布图；
2、思考为什么碳原子与氢原子结合形成
CH4，而不是CH2 ？
碳原子的一个2S电子受外界影响跃迁到2P空
轨道上，使碳原子具有四个单电子，因此碳原子与
氢原子结合生成CH4。
2p
2s
2p
2s
思考:
2s
2p
2p 2s
如果C原子就以１个2S轨道的单电子和３个2PLeabharlann B：2s22p12s
2p
2p
激发 2s
sp2杂化
sp2
BF3 的形成
3.sp杂化
Be：2s2
2s 2p
180°
Cl Be Cl
BeCl2的空间构型
Be：2s2
2s
2p
2p
激发 2s
sp杂化
sp
Be采用sp杂化生成BeCl2
小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型的关系
杂化类型 sp
参加杂化的轨道
例2、试用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯 和乙炔分子的成键情况
sp3
sp2
sp
例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道 理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。
乙烯中碳以sp2杂化，C=C中一个σ和一个π
乙炔中碳以sp杂化，C=C中一个σ和两个π
例3、试用杂化轨理论解释石墨的结构
石墨晶体微观结构
sp2杂化 石墨晶体中大π
规律1：
依据分子或离子中心原子的价层电子对数
(1).当中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型 为SP杂化；
(2).当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型 为SP2杂化;
(3).当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型 为SP3杂化; (4).当中心原子的价层电子对数为5时，其杂化类型 为SP3d杂化；
键角:
〱〱
H2O
NH3
CH4
温馨提示：
杂化轨道只能用于形成σ键或 者用来容纳未参与成键的孤电子对
概念学习：
1.等性杂化
杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的 比例相等，能量完全相同，这种杂化称为等性杂化。通 常，若参与杂化的原子轨道都含有单电子或都是空轨道 ，其杂化是等性的。如BeCl2、BF3和CH4分子中的中心 原子分别为sp、sp2和sp3等性杂化。
一般 (3).如果全部是单键，
形成SP3杂化。
规律3: 根据中心原子的VSEPR模型判定
VSEPR模型
中心原子杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
sp3d
sp3d2
课堂练习
例1、计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质 价电 中心原
电子对的 轨道 分子空
子对 数
子杂化 轨道类型
夹角 空间构型
轨道上的单电子，分别与四个Ｈ原子的1S轨道上的
单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相
同？
NO!
NO! 这与CH４分子的实际情况是否吻合？
为了解释像甲烷等分子的立体结构美国 化学家鲍林提出了杂化轨道理论。
一、杂化轨道理论
基本要点：
①.成键时能级相近的价电子轨道混合杂化， 形成新的价电子轨道 —— 杂化轨道。