正式第二章第二节第2课时

杂化轨道类型 VSEPR模型 典型分子
3.试回答下列问题： (1)利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型： SeO3__平面三角形__； SCl2__V形__； NO2+__直线形__； NO2__V形__； HCHO__平面三角形__； HCN__直线型__。 (2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小： ①甲醛中H—C—H的键角___＜__120°(填“＞”“＜”或“＝”， 下同)； ②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角____＜____120°； ③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角___＜___109.5°。
一、杂化轨道理论 CH4
键角：109°28′
美国著名化学家，莱纳斯•卡尔•鲍林 曾2次获得诺贝尔奖
一、杂化轨道理论 用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，C原子的价电子排布式为2s22p2,其能量相近的 2s能级上的1个电子跃迁到2p能级上形成激发态，此时2s与2p轨道的能 量不相同，然后一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等、 成分相同、电子云形状相同的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个 H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。 碳原子的sp3杂化可表示如下：
V形
1 (a－xb)=1
σ =2
2
(2)若ABn的中心原子上有一对孤电子对未能成键，当n＝2时，其立体构型为__V_形_____；
σ =3
当n＝3时，其立体构型为_三__角_锥__形__。
(3)俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)为平面三角形，但C—Cl键与C==O键之间的夹角为124.3°； C—Cl键与C—Cl键之间的夹角为111.4°，解释其原因：
相近 相等
相同
等于
形状 增强
方向
3.杂化过程
3.杂化过程
VSEPR 模型
小结：①杂化轨道：只用于形成σ键和容纳孤电子对。 ②未参与杂化的轨道：用于形成π键 ③杂化的轨道数=价层电子对数 ④杂化轨道的立体构型和VSEPR模型相同
4.杂化轨道类型及其立体构型 (1)sp杂化 ①sp杂化：sp杂化轨道是由一个 ns 轨道和一个 np 轨道杂化而得。sp杂化 轨道间的夹角为180°，呈 直线 形，如BeCl2分子。 ②sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中 的C≡C键的形成。 (2)sp2杂化 ①sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个 ns 轨道和两个 np 轨道杂化而得。sp2杂 化轨道间的夹角为120°，呈 平面三角 形，如BF3分子。 ②sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子 中的C==C键的形成。
常见分子的VSEPR模型和立体构型的确定
知识回顾
1
中心原子价层电子对数n＝σ键电子对数＋2 (a－xb)
NH3
:
3+
1 (5－3×1) =3＋1＝4
2
VSEPR模型:四面体形
立体构型:三角锥形
⇓
SO42- :
4+
1 2
(6+2－4×2) =4＋0＝4
VSEPR模型:四面体形
立体构型:正四面体形
⇓ 分子的立体构型——略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间
中心原子 (A)的杂 化类型
参与杂 化的轨 道
生成杂 化轨道 数
成键 电子 对数
A原子 的孤电 子对数
分子的立 体构型
实例 分子式 结构式
1个s
sp
2
1个p
2
0
直线形 BeCl2 Cl—Be—Cl
平面三
1个s
3
sp2
3
0
角形
BF3
2个p
2
1
V形
SO2
正四
4
三角
3个p
(3)sp3杂化 ①sp3杂化：sp3杂化轨道是由一个 ns 轨道和三个 np 轨道杂化而得。sp3杂 化轨道的夹角为109°28′，呈空间 正四面体 形(如CH4、CF4、CCl4)。 ②sp3杂化后，所有的np轨道都形成σ键，不能形成π键。
归纳总结 (1)原子轨道的杂化过程
(2)杂化类型与分子的立体构型 价层电子对数
C==O键与C—Cl键之间电子对的排斥作用 强于C—Cl键与C—Cl键之间电子对的排斥作用
分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为： ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力； ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力； ⅲ.X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强
飞升加餐练
1.(1)有下列分子或离子：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH＋ 4 ，⑦BF3，⑧SO2。 粒子的立体构 型为直线形的有__①______(填序号，下同 )；粒子的立体 构型为 V 形的有 __③__⑧____；粒子的立体构型为平面三角形的有_④__⑦_____；粒子的立体构型为三角锥形的有
课堂反思
• 针对自己的错题，小结没掌握的知识点和 规律。
第二章 第二节 分子的立体构型
第2课时 杂化轨道理论
[学习目标]
基础性目标：我知道杂化轨道理论的基本内容
拓展性目标：1、我能根据杂化轨道理论解释简单分子或离子的立体构型。 2、我能进一步了解有机化合物中碳的成键特征。
挑战性目标：我可以分析原子轨道的杂化过程，并且改编相关题
__②__⑤____；粒子的立体构型为正四面体形的有__⑥______。
微粒
CS2 PCl3 H2S CH2O H3O＋ NH4+ BF3 SO2
中心原子
2 4 4 3 4 4 3 3
中心原子σ键电子 中心原子孤电子
对数
对数
2
0
3
1
2
2
3
0
3
1
4
0
3
0
2
1
立体构型
直线形 三角锥形
V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形 平面三角形
归纳总结 杂化类型的判断方法
(1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路： 价层电子对数―判―断→杂化轨道数 ―判―断→杂化类型―判―断→杂化轨道构型。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为109°28′， 则中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子 发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。 (3)有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键 的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。
二、杂化类型及分子构型的判断
1.杂化轨道的用途及其类型的判断
(1)用途：杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳
，而两个原
子之间只能形成一个σ键。
(2)判断方法：杂化轨道数＝ 中心原子孤电子对数 ＋中心原子结合的原子
数，再由杂化轨道数判断杂化类型。
σ键
价层电子对数
2.杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型
一、杂化轨道理论 1.概念 ①轨道的杂化：在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量 相近的原子轨道发生混杂，重新组合成与原轨道数相等的一系列新的轨 道的过程。
②杂化轨道：杂化后形成的能量相同、成分相同、电子云形状相同的 新的原子轨道。
碳原子的sp3杂化可表示如下：
2.小结 碳原子的sp3杂化可表示如下：
2
√D. BF3：sp2、平面三角形
3+
1 2
(3－3×1)
=3＋0＝3
例4 计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心原子的杂化轨道
类型，写出VSEPR模型名称。
(1)C．S2 ___2__、__s_p__、__直__线__形___。 (2)N．H＋4 __4___、_s_p_3__、_正__四__面__体__形___。 (3)H2O．__4___、_s_p_3__、_四__面__体__形___。 (4)P．Cl3 __4___、_s_p_3__、_四__面__体__形___。 (5)B．Cl3__3___、_s_p_2__、_平__面__三__角__形___。
sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3
代表
物 CO2
CH2O
项目
CH4
SO2
NH3 H2O
杂化轨道
平面
四面
直线形 平面三角形 正四面体形
四面体形
立体构型
三角形
体形
VSEPR模型 直线形
平面 三角形
正四 面体形
平面 三角形
四面 体形
四面 体形
分子构型 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 V形
VSEPR模型和杂化轨道的立体构型是一致的，略去VSEPR模型中的孤电
子对，就是分子(或离子)的立体构型。
1 2
(a－xb)
中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
项目
代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
价层电子对数 2 3 4 3 4 4
杂化轨道数 2
3
434 4
杂化类型
（1）价层电子对数的计算 （2）)甲醛为平面形分子，由于C=O与C—H之间的排斥作用大于2个C—H之间的排斥作用，所以甲醛分 子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。 SnBr2分子中，Sn原子的价电子对数是3，成键电子对数＝2，孤电子对数＝1，由于孤电子对与SnBr键 的排斥作用大于SnBr键之间的排斥作用，故键角＜120°。 PCl3分子中，P的价层电子对数为 4，成键电子对数＝3,孤电子对数＝1，由于孤电子对与P—Cl键的排 斥作用大于P—Cl键间的排斥作用，所以Cl—P—Cl的键角小于109.5°。