共价键与分子构型第一课时
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• 共价键的特征是什么？方向性和饱和性 • 写出碳原子的电子排布式与轨道表示式 • C与H原子可形成的化合物的化学式及分子 构型是怎样的？ CH2， 角形
在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子 定义 轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合 后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道
条件 原子轨道能量相近 杂 化 轨 道
键角
乙炔
直线型
形形色色的分子
O2
HCl
H2O
CO2
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
第2节 共价键与分子的空间构型 第1课时
学习目标
• 了解杂化轨道的概念 • 了解常见分子的空间构型与轨道杂化的关 系，能说出常见分子的构型与轨道杂化的 种类
问题讨论
14
10
氨分子形状： 三角锥形
107 18'
氨分子结构模型
【交流讨论】氨气的三角锥构型是怎样形成的呢？
①N原子中哪些原子轨道参与了杂化？ ②这些原子轨道为什么可以进行杂化？ ③轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？ 2p sp3杂化 2s
④轨道杂化的结果是什么？ 所形成的四个轨道中，有一个轨道含有两个自 旋相反的成对电子，三个含有一个电子，为不 等性杂化。
【交流讨论】甲烷的正四面体构型是怎样形成的呢？
①C原子中哪些原子轨道参与了杂化？ ②这些原子轨道为什么可以进行杂化？ ③轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？
④轨道杂化的结果是什么？ ⑤为什么4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四 面体的四个顶点？
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。 由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。 所形成的四个sp3杂化轨道是完全相同的， 称为等性杂化。
同一能级组
结果 形成能量相同、形状相同的原子轨道 杂化轨道 的优点 角度分布在某一方向上 更集中
参与杂化的轨道数目 与形成的杂化轨道数 目的关系
参与杂化的轨道数与生 成的杂化轨道数相同
向使 分轨 别道为 指间了 向的四 正排个 四斥杂 面最化 体小轨 的，道 四个在 个杂空 顶化间 点轨尽 。道可 的能 伸远 展离 方， 4
几种常见的杂化轨道类型
杂化类型 杂化轨道空 间取向 杂化轨道中 孤对电子数 sp 直线 形
0
sp2 三角 形
0 0
sp3 四 面
1
体
2
分子空间构 直线 三角 正四面 三角锥 折线 形 型 形 形 体 形 BeCl2 BF3 CCl4 NH3 H2O 实 例 键 角 180° 120° 109 28' 107 18' 104 45'
NH3
N
H
H
H
H2O
的空间构型
2 2.sp
二、BF3中硼原子的杂化
【问题探究】 ①哪些原子轨道参与了杂化？ ②轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？ ③轨道杂化的结果是什么？ ④为什么3个杂化轨道的伸展方向分别指向平面 三角形的三个顶点？
乙烯 中碳 原子 的sp2 杂化 轨道
乙烯分子中键的形成
杂化轨道理论解释苯分子的结构：
C为SP2杂化 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )
所有原子（12个）处于同一平面
分子中6个碳原子未杂化的2P轨道 上的未成对电子重叠结果形成了 一个闭合的、环状的大π键 形成的π电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面， 一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。
大π 键
C6 H6
C6H6的大π键（离域键）
Hale Waihona Puke Baidu 3.sp
乙炔C2H2的分子模型
sp 杂 化 轨 道
两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp 键， 另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两 个sp-s键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠， 形成两个相互垂直的P-P键，形成乙炔分子。
常见分子的分子构型及杂化方式
名称 分子模型 分子形状 杂化方式 氯化 铍 三氟 化硼 四氟 化碳
直线型 平面三角 型 正四面体 正四面体 SP1
键角
SP2 SP3 SP3
甲烷
常见分子的分子构型及杂化方式
名称 分子模型 分子形状 杂化方式 水 氨气 乙烯
角型 三角锥型 平面分子 SP3 SP3 SP2 SP1
在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子 定义 轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合 后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道
条件 原子轨道能量相近 杂 化 轨 道
键角
乙炔
直线型
形形色色的分子
O2
HCl
H2O
CO2
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
第2节 共价键与分子的空间构型 第1课时
学习目标
• 了解杂化轨道的概念 • 了解常见分子的空间构型与轨道杂化的关 系，能说出常见分子的构型与轨道杂化的 种类
问题讨论
14
10
氨分子形状： 三角锥形
107 18'
氨分子结构模型
【交流讨论】氨气的三角锥构型是怎样形成的呢？
①N原子中哪些原子轨道参与了杂化？ ②这些原子轨道为什么可以进行杂化？ ③轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？ 2p sp3杂化 2s
④轨道杂化的结果是什么？ 所形成的四个轨道中，有一个轨道含有两个自 旋相反的成对电子，三个含有一个电子，为不 等性杂化。
【交流讨论】甲烷的正四面体构型是怎样形成的呢？
①C原子中哪些原子轨道参与了杂化？ ②这些原子轨道为什么可以进行杂化？ ③轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？
④轨道杂化的结果是什么？ ⑤为什么4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四 面体的四个顶点？
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。 由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。 所形成的四个sp3杂化轨道是完全相同的， 称为等性杂化。
同一能级组
结果 形成能量相同、形状相同的原子轨道 杂化轨道 的优点 角度分布在某一方向上 更集中
参与杂化的轨道数目 与形成的杂化轨道数 目的关系
参与杂化的轨道数与生 成的杂化轨道数相同
向使 分轨 别道为 指间了 向的四 正排个 四斥杂 面最化 体小轨 的，道 四个在 个杂空 顶化间 点轨尽 。道可 的能 伸远 展离 方， 4
几种常见的杂化轨道类型
杂化类型 杂化轨道空 间取向 杂化轨道中 孤对电子数 sp 直线 形
0
sp2 三角 形
0 0
sp3 四 面
1
体
2
分子空间构 直线 三角 正四面 三角锥 折线 形 型 形 形 体 形 BeCl2 BF3 CCl4 NH3 H2O 实 例 键 角 180° 120° 109 28' 107 18' 104 45'
NH3
N
H
H
H
H2O
的空间构型
2 2.sp
二、BF3中硼原子的杂化
【问题探究】 ①哪些原子轨道参与了杂化？ ②轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？ ③轨道杂化的结果是什么？ ④为什么3个杂化轨道的伸展方向分别指向平面 三角形的三个顶点？
乙烯 中碳 原子 的sp2 杂化 轨道
乙烯分子中键的形成
杂化轨道理论解释苯分子的结构：
C为SP2杂化 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )
所有原子（12个）处于同一平面
分子中6个碳原子未杂化的2P轨道 上的未成对电子重叠结果形成了 一个闭合的、环状的大π键 形成的π电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面， 一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。
大π 键
C6 H6
C6H6的大π键（离域键）
Hale Waihona Puke Baidu 3.sp
乙炔C2H2的分子模型
sp 杂 化 轨 道
两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp 键， 另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两 个sp-s键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠， 形成两个相互垂直的P-P键，形成乙炔分子。
常见分子的分子构型及杂化方式
名称 分子模型 分子形状 杂化方式 氯化 铍 三氟 化硼 四氟 化碳
直线型 平面三角 型 正四面体 正四面体 SP1
键角
SP2 SP3 SP3
甲烷
常见分子的分子构型及杂化方式
名称 分子模型 分子形状 杂化方式 水 氨气 乙烯
角型 三角锥型 平面分子 SP3 SP3 SP2 SP1