杂化轨道理论_(公开课)
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杂化轨道理论公开课课堂
减小,呈现周期性变化。
电离能
气态基态原子失去一个电子转化为 气态基态正离子所需要的最低能量 。电离能随原子序数的递增而增大 ,也呈现周期性变化。
电负性
元素的原子在化合物中吸引电子能 力的标度。电负性越大,表示该元 素在化合物中吸引电子的能力越强 。
03
分子结构与性质
共价键与分子形状
01
02
03
共价键的形成
非极性分子
分子中正、负电荷中心重 合,形成非极性分子。
分子间作用力及氢键
分子间作用力
存在于分子之间的相互作用力, 包括范德华力和氢键等。
范德华力
普遍存在于分子之间的弱相互作 用力,与分子的极性和大小有关
。
氢键
一种特殊的分子间作用力,存在 于含有氢原子的极性分子之间, 如H2O、NH3等。氢键对物质的 熔沸点、溶解度等性质有重要影
02
原子结构与性质
原子核外电子排布
能量最低原理
电子在原子核外排布时,要尽 可能使电子的能量最低。
泡利原理
在一个原子中不可能有两个或 两个以上的电子具有完全相同 的四个量子数。
洪特规则
当电子排布在能量相同的各个 轨道时,电子尽可能分占不同 的原子轨道,且自旋状态相同 。
元素周期表与元素性质
元素周期表的结构
杂化轨道理论公开课课堂
目
CONTENCT
录
• 课程介绍与目标 • 原子结构与性质 • 分子结构与性质 • 杂化轨道类型与特点 • 杂化轨道理论与化学键合性质关系 • 实验验证与应用举例 • 课程总结与回顾
01
课程介绍与目标
杂化轨道理论概述
杂化轨道理论的基本概念
解释原子在形成分子时,为何其价电子的轨道会发 生杂化,从而形成新的杂化轨道。
电离能
气态基态原子失去一个电子转化为 气态基态正离子所需要的最低能量 。电离能随原子序数的递增而增大 ,也呈现周期性变化。
电负性
元素的原子在化合物中吸引电子能 力的标度。电负性越大,表示该元 素在化合物中吸引电子的能力越强 。
03
分子结构与性质
共价键与分子形状
01
02
03
共价键的形成
非极性分子
分子中正、负电荷中心重 合,形成非极性分子。
分子间作用力及氢键
分子间作用力
存在于分子之间的相互作用力, 包括范德华力和氢键等。
范德华力
普遍存在于分子之间的弱相互作 用力,与分子的极性和大小有关
。
氢键
一种特殊的分子间作用力,存在 于含有氢原子的极性分子之间, 如H2O、NH3等。氢键对物质的 熔沸点、溶解度等性质有重要影
02
原子结构与性质
原子核外电子排布
能量最低原理
电子在原子核外排布时,要尽 可能使电子的能量最低。
泡利原理
在一个原子中不可能有两个或 两个以上的电子具有完全相同 的四个量子数。
洪特规则
当电子排布在能量相同的各个 轨道时,电子尽可能分占不同 的原子轨道,且自旋状态相同 。
元素周期表与元素性质
元素周期表的结构
杂化轨道理论公开课课堂
目
CONTENCT
录
• 课程介绍与目标 • 原子结构与性质 • 分子结构与性质 • 杂化轨道类型与特点 • 杂化轨道理论与化学键合性质关系 • 实验验证与应用举例 • 课程总结与回顾
01
课程介绍与目标
杂化轨道理论概述
杂化轨道理论的基本概念
解释原子在形成分子时,为何其价电子的轨道会发 生杂化,从而形成新的杂化轨道。
课件4:2.2.2杂化轨道理论
平面三角形 正四面体
3. 杂化轨道类型的判断
杂化轨道类型的判断方法:先确定分子或 离子的VSEPR型,然后就可以比较方便地 确定中心原子的杂化轨道类型。
杂化轨道数 = σ键电子对数+孤电子对数
= 价层电子对数
杂化轨道类型 sp
sp2
sp3
杂化轨道数
价层电子对数
2
3
4
VSEPR模型 直线形 平面三角形 四面体
杂化轨道 (形状 改变 ) (能量 改变 )
(伸展方向 改变 )
s轨道与p轨道杂化对比
杂化类型
参与杂化的 原子轨道
sp 1个s和1个p
sp2
sp3
1个s和2个p 1个s和3个p
杂化轨道数 2个sp杂化轨道 3个sp2杂化轨道 4个sp3杂化轨道
杂化轨道夹 角
空间构型
180°
直线形
120° 109°28′
本节内容结束
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2p 2s
杂化
孤对电子
孤电子对占据的杂化轨道,不参与成键
小结
内容
要点
杂化轨道理论
判断方法
类型
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
y
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。
每两个轨道间的夹角为109°28′ 空间构型为正四面体型
sp杂化轨道的形成过程
2p
激发态
2s
2p
如果这4个轨道,即1个s轨道和3个p轨道,分别与4个氢原
子结合,形成4个键是不同的,这与事实 不符 。
为了解决这一矛盾鲍林提出了杂化轨道理论
3. 杂化轨道类型的判断
杂化轨道类型的判断方法:先确定分子或 离子的VSEPR型,然后就可以比较方便地 确定中心原子的杂化轨道类型。
杂化轨道数 = σ键电子对数+孤电子对数
= 价层电子对数
杂化轨道类型 sp
sp2
sp3
杂化轨道数
价层电子对数
2
3
4
VSEPR模型 直线形 平面三角形 四面体
杂化轨道 (形状 改变 ) (能量 改变 )
(伸展方向 改变 )
s轨道与p轨道杂化对比
杂化类型
参与杂化的 原子轨道
sp 1个s和1个p
sp2
sp3
1个s和2个p 1个s和3个p
杂化轨道数 2个sp杂化轨道 3个sp2杂化轨道 4个sp3杂化轨道
杂化轨道夹 角
空间构型
180°
直线形
120° 109°28′
本节内容结束
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2p 2s
杂化
孤对电子
孤电子对占据的杂化轨道,不参与成键
小结
内容
要点
杂化轨道理论
判断方法
类型
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
y
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。
每两个轨道间的夹角为109°28′ 空间构型为正四面体型
sp杂化轨道的形成过程
2p
激发态
2s
2p
如果这4个轨道,即1个s轨道和3个p轨道,分别与4个氢原
子结合,形成4个键是不同的,这与事实 不符 。
为了解决这一矛盾鲍林提出了杂化轨道理论
2.2.3杂化轨道理论(教学课件)高中化学人教版必修二
B.BF3
中价层电子对个数= 3+
1 (3 31) 2
3
,所以为平面三角形结构,键角为
120°;
SnBr2
中价层电子对个数=
2+
1 2
(4
2
1)
3
子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以 BF3 键角为 120°,
SnBr2 键角小于 120°,B 错误;
杂化轨道 理论四要点
能量相近 数目不变 成键能力增强 排斥力最小
杂化轨道 的类型
sp3杂化轨道——正四面体形 sp2杂化轨道——平面三角形 sp杂化——直线形
杂化轨道类型与分 子空间结构的关系
情况一:当杂化轨道全部用于形成σ键时,分子或离 子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同
情况二:当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时, 孤电子对对成键电子对的排斥作用,会使分子或离子 的空间结构与杂化轨道的形状有所不同
3
且
不含孤电子对,所以分子结构为平面三角形,D 正确;
故选 D。
03 课堂练习
5.三溴化砷(AsBr3)常应用于医药和化学分析领域。下列说法正确 的是
A.该分子含非极性共价键 B.中心原子采取sp3杂化 C.键角等于120° D.空间结构为平面三角形
03 课堂练习
【答案】B 【详解】A.该分子只有As-Br键,属于极性键,A错误; B.As有3个σ键和1对孤电子对,故价层电子对数为4,即sp3杂化,B 正确; C.该分子属于三角锥形,键角大约为107。,C错误; D. 该分子空间结构为三角锥形,D错误; 故选B。
01 杂化轨道理论
判断中心原子杂化轨道类型的三种方法
方法一:根据杂化轨道数目判断
杂化轨道理论简介课件
杂化轨道理论简介ppt课 件
本ppt课件介绍杂化轨道理论的基本概念和重要性,包括杂化轨道的形成条件 和特点,以及在化学中的实际应用。通过本课件,你将理解杂化轨道的意义 和其在分子构型预测和反应活性中的关键作用。
杂化轨道的定义和作用
1 定义
杂化轨道是原子轨道的线性组合,用于描述 分子中电子分布的形态。
sp3 杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和三个p轨道线性组合。
2 特点
形成四个等能量的sp3杂化轨道,角度为109.5°。
sp3 d杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道,三个p轨道和一个d轨道线性组合。
2 特点
形成五个等能量的sp3d杂化轨道,角度为90°和120°。
sp3 d2 杂化轨道的形成和特点
杂化轨道的重叠形成了共价键。
2 杂化轨道形成共价键角
杂化轨道的角度决定了分子的形状。
2 作用
杂化轨道确定了分子的几何形状和化学性质。
s、p、d杂化轨道的形成条件
1 s轨道
只需一个原子轨道即可。
2 p轨道
需要一个s轨道和两个p轨 道。
3 d轨道
需要一个s轨道,三个p轨 道和五个d轨道。
sp杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和一个p轨道线性组合。
2 特点
形成两个等能量的sp杂化轨道,角度为180°。
1 形成
2 特点
一个s轨道,三个p轨道和两个d轨道线性组合。
形成六个等能量的sp3d2杂化轨道,角度为 90°。
杂化轨道理论的实际应用
1 分子构型的预测
杂化轨道性
杂化轨道理论可解释分子的反应活性和化学性质。
杂化轨道与化学键的关系
1 杂化轨道形成了化学键
本ppt课件介绍杂化轨道理论的基本概念和重要性,包括杂化轨道的形成条件 和特点,以及在化学中的实际应用。通过本课件,你将理解杂化轨道的意义 和其在分子构型预测和反应活性中的关键作用。
杂化轨道的定义和作用
1 定义
杂化轨道是原子轨道的线性组合,用于描述 分子中电子分布的形态。
sp3 杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和三个p轨道线性组合。
2 特点
形成四个等能量的sp3杂化轨道,角度为109.5°。
sp3 d杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道,三个p轨道和一个d轨道线性组合。
2 特点
形成五个等能量的sp3d杂化轨道,角度为90°和120°。
sp3 d2 杂化轨道的形成和特点
杂化轨道的重叠形成了共价键。
2 杂化轨道形成共价键角
杂化轨道的角度决定了分子的形状。
2 作用
杂化轨道确定了分子的几何形状和化学性质。
s、p、d杂化轨道的形成条件
1 s轨道
只需一个原子轨道即可。
2 p轨道
需要一个s轨道和两个p轨 道。
3 d轨道
需要一个s轨道,三个p轨 道和五个d轨道。
sp杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和一个p轨道线性组合。
2 特点
形成两个等能量的sp杂化轨道,角度为180°。
1 形成
2 特点
一个s轨道,三个p轨道和两个d轨道线性组合。
形成六个等能量的sp3d2杂化轨道,角度为 90°。
杂化轨道理论的实际应用
1 分子构型的预测
杂化轨道性
杂化轨道理论可解释分子的反应活性和化学性质。
杂化轨道与化学键的关系
1 杂化轨道形成了化学键
杂化轨道理论-说课课件
通过观察自由基共振结构来验证杂化轨道理论。
分析分子的实验光谱数据与杂化轨道理论的预 测进行比较。 通过分子的结构拓扑性质来验证杂化轨道的形 成。
总结和展望
通过研究杂化轨道理论,我们深入了解了电子的行为和分子的性质。未来, 杂化轨道理论将继续在化学、材料科学和生物科学领域发挥重要作用。
• 帮助研究材料的物理 和化学性质。
药物设计
环境科学
• 杂化轨道理论可用于 预测药物分子的性质
• 和帮活助性设。计更有效的药物。
• 杂化轨道理论有助于 研究大气和水体中污 染物的转化和降解机
• 制可。用于评估环境风险 和制定净化策略。
杂化轨道理论的实验验证
自由基共振结构 实验光谱数据 结构拓扑性质
杂化轨道的类型
sp 杂化轨道
sp 杂化轨道由一个 s 轨道和一个 p 轨道线性组合而成。
sp2 杂化轨道
sp2 杂化轨道由一个 s 轨道和两个 p 轨道线性组合而成。
sp3 杂化轨道
sp3 杂化轨道由一个 s 轨道和三个 p 轨道线性组合而成。
杂化轨道的形成原理
原子轨道混合
杂化轨道是由不同形状的原子 轨道混合而成的。
杂化轨道理论-说课课件
欢迎来到杂化轨道理论的说课课件。在这个课程中,我们将探索杂化轨道的 本质、形成原理、几何形状以及应用领域。让我们开始吧!
杂化轨道的本质
1 电子排斥
杂化轨道理论解释了电子避免互相排斥的机制。
2 原子间键合
杂化轨道的形成使得分子中原子之间能够形成共价键。
3 分子的稳定性
杂化轨道增强了分子的稳定性,影响着化学反应和性质。
轨道重叠
轨道重叠促使电子共享,形成 共价键。
混合过程
第3课时杂化轨道理论公开课
数。
2024/1/25
11
杂化轨道与分子构型的关系
杂化轨道理论是解释分子构型的重要理论之一,通过杂化轨道可以预测和解释分子 的空间构型。
杂化轨道的形成是由于原子轨道的线性组合,形成能量相等的杂化轨道,以满足分 子成键的需要。
2024/1/25
不同的杂化轨道类型对应不同的分子构型,如sp3杂化对应四面体构型,sp2杂化对 应平面三角形构型等。
2024/1/25
02
03
原子轨道由三个量子数确定 :主量子数n、角量子数l和磁
量子数m。
不同能级的原子轨道具有不 同的形状和大小,如s、p、d
、f等轨道。
7
杂化轨道的形成与类型
杂化轨道是由不同能 级的原子轨道混合而 成的新的原子轨道。
常见的杂化类型有sp 、sp2、sp3等,分 别对应不同的分子构 型和化学键类型。
能等性质。
01
02
03
04
2024/1/25
9
05
03
分子构型与杂化轨道
2024/1/25
10
分子构型的概念
分子构型是指分子中原子在空间 的排列方式,包括原子的相对位
置和键角等。
分子构型决定了分子的物理和化 学性质,如极性、键能、反应活
性等。
分子构型的描述通常包括分子的 形状、键长、键角和二面角等参
2024/1/25
24
对杂化轨道理论的展望
拓展杂化轨道理论的应用 范围
通过引入更精确的量子化学计 算方法,将杂化轨道理论应用 于更广泛的化学体系,包括复 杂有机分子、金属有机化合物 等。
深入研究杂化轨道的本质
进一步探讨杂化轨道的物理意 义和本质,如电子云的分布、 原子间的相互作用等,以更深 入地理解分子的结构和性质。
2024/1/25
11
杂化轨道与分子构型的关系
杂化轨道理论是解释分子构型的重要理论之一,通过杂化轨道可以预测和解释分子 的空间构型。
杂化轨道的形成是由于原子轨道的线性组合,形成能量相等的杂化轨道,以满足分 子成键的需要。
2024/1/25
不同的杂化轨道类型对应不同的分子构型,如sp3杂化对应四面体构型,sp2杂化对 应平面三角形构型等。
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02
03
原子轨道由三个量子数确定 :主量子数n、角量子数l和磁
量子数m。
不同能级的原子轨道具有不 同的形状和大小,如s、p、d
、f等轨道。
7
杂化轨道的形成与类型
杂化轨道是由不同能 级的原子轨道混合而 成的新的原子轨道。
常见的杂化类型有sp 、sp2、sp3等,分 别对应不同的分子构 型和化学键类型。
能等性质。
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05
03
分子构型与杂化轨道
2024/1/25
10
分子构型的概念
分子构型是指分子中原子在空间 的排列方式,包括原子的相对位
置和键角等。
分子构型决定了分子的物理和化 学性质,如极性、键能、反应活
性等。
分子构型的描述通常包括分子的 形状、键长、键角和二面角等参
2024/1/25
24
对杂化轨道理论的展望
拓展杂化轨道理论的应用 范围
通过引入更精确的量子化学计 算方法,将杂化轨道理论应用 于更广泛的化学体系,包括复 杂有机分子、金属有机化合物 等。
深入研究杂化轨道的本质
进一步探讨杂化轨道的物理意 义和本质,如电子云的分布、 原子间的相互作用等,以更深 入地理解分子的结构和性质。
课件8:2.2.2 杂化轨道理论
题组训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成
的4个sp3杂化轨道
( ×)
(2)中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型可能是四面
体形、三角锥形或V形
(√ )
(3)同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
(√ )
(4)杂化轨道能量集中,有利于牢固成键
第 2 课时 杂化轨道理论
新课引入
活动:请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体结构。 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109°28′
目标导航 1.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)。 2.并能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断: ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则中心原子 发生sp3杂化; ②若杂化轨道之间的夹角为120°,则中心原子发生 sp2杂化; ③若杂化轨道之间的夹角为180°,则中心原子发生 sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断: ①若价层电子对数为2,则中心原子发生sp杂化; ②若价层电子对数为3,则中心原子发生sp2杂化; ③若价层电子对数为4,则中心原子发生sp3杂化。 (4)根据中心原子上有无π键及π键数目判断: ①若没有π键,则为sp3杂化; ②若有一个π键,则为sp2杂化; ③若有两个π键,则为sp杂化。
2.杂化轨道类型与分子立体构型的关系
杂化类型
sp
sp2
sp3
杂化轨道 间的夹角
_1_8_0_°_
_1_2_0_°_ _1_0_9_°__2_8_′_
立体构型名称 _直__线__形 平__面__三__角__形 _正__四__面__体__形
杂化轨道理论公开课-2024鲜版
影响分子性质
通过改变分子的电子云分布和键长等参数,d-p杂化可以影响分子的物 理和化学性质。例如,它可以改变分子的极性、偶极矩、电离能等性质 。
18
05 等性杂化与不等 性杂化比较
2024/3/28
19
等性杂化定义及特点
定义:等性杂化是指参与杂化的原子轨 道完全等同,杂化后所形成的杂化轨道 的形状和能量也完全相同。
培养创新思维和实践能力
通过本课程的学习,学生应能够培养创新思维和实践能力,提高分析问题和解决问题的 能力。
5
课程安排与时间
课程安排
本课程共分为8个章节,包括杂化轨道理论的基本概念、sp3杂化、sp2杂化、sp杂化、不 等性杂化、杂化轨道与分子构型的关系、杂化轨道理论与化学键理论的关系以及杂化轨道 理论的应用等。
d2sp3杂化
八面体型分子,如 SF6、IF7等。
25
通过杂化轨道理论预测分子构型
确定中心原子的杂化类型
根据中心原子的价电子数和配体提供的电子数,确定中心原子的 杂化类型。
预测分子构型
根据杂化轨道类型和配体数目,预测分子的空间构型。
2024/3/28
验证预测结果
通过比较实验测得的键长、键角等参数与预测结果的一致性,验证 预测的准确性。
2024/3/28
4
教学目标与要求
掌握杂化轨道理论的基本原理
学生应能够理解和掌握杂化轨道理论的基本原理,包括杂化轨道的形成、类型、特点等
。
能够应用杂化轨道理论解释分子结构与性质
学生应能够运用杂化轨道理论解释分子的结构、性质以及反应机理,并能够分析和解决 与杂化轨道理论相关的实际问题。16学时。
2024/3/28
课程考核
考核方式包括平时成绩、期中考试和期末考试。平时成绩占总评成绩的30%,期中考试占 总评成绩的30%,期末考试占总评成绩的40%。
通过改变分子的电子云分布和键长等参数,d-p杂化可以影响分子的物 理和化学性质。例如,它可以改变分子的极性、偶极矩、电离能等性质 。
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05 等性杂化与不等 性杂化比较
2024/3/28
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等性杂化定义及特点
定义:等性杂化是指参与杂化的原子轨 道完全等同,杂化后所形成的杂化轨道 的形状和能量也完全相同。
培养创新思维和实践能力
通过本课程的学习,学生应能够培养创新思维和实践能力,提高分析问题和解决问题的 能力。
5
课程安排与时间
课程安排
本课程共分为8个章节,包括杂化轨道理论的基本概念、sp3杂化、sp2杂化、sp杂化、不 等性杂化、杂化轨道与分子构型的关系、杂化轨道理论与化学键理论的关系以及杂化轨道 理论的应用等。
d2sp3杂化
八面体型分子,如 SF6、IF7等。
25
通过杂化轨道理论预测分子构型
确定中心原子的杂化类型
根据中心原子的价电子数和配体提供的电子数,确定中心原子的 杂化类型。
预测分子构型
根据杂化轨道类型和配体数目,预测分子的空间构型。
2024/3/28
验证预测结果
通过比较实验测得的键长、键角等参数与预测结果的一致性,验证 预测的准确性。
2024/3/28
4
教学目标与要求
掌握杂化轨道理论的基本原理
学生应能够理解和掌握杂化轨道理论的基本原理,包括杂化轨道的形成、类型、特点等
。
能够应用杂化轨道理论解释分子结构与性质
学生应能够运用杂化轨道理论解释分子的结构、性质以及反应机理,并能够分析和解决 与杂化轨道理论相关的实际问题。16学时。
2024/3/28
课程考核
考核方式包括平时成绩、期中考试和期末考试。平时成绩占总评成绩的30%,期中考试占 总评成绩的30%,期末考试占总评成绩的40%。
选修三2-2-2杂化轨道理论(公开课用)
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
应用反馈
用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、 成键情况和分子的空间构型。
(2)CH≡CH
4、杂化轨道与共价键类型
(1)杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未 参与成键的孤对电子。
(2)未参与杂化的p轨道,可用于形成π键
(三)sp 杂化轨道 例如: BeCl2分子的形成
Be:2s2
Cl
2019/8/19
激发 2p 2s
180°
Be
Cl
2p
2s sp
杂
化
未杂
sp杂化 化p
轨道 轨道
(三)sp 杂化轨道
z
z 180° 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,
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂 化轨道理论
CH4分子的形成——杂化轨道理论
激发
C:2s22p2
2p
2p
2s
2s
杂 化
杂化轨道
三、杂化轨道理论简介----鲍林
1、杂化:在形成分子时,由于原子的相互影响,
若干不同类型但能量相近的原子轨道混杂起来,
重新组合成一组新的原子轨道。这种重新组合
的过程叫做杂化,所形成的新轨道就称为杂化
(4)原子轨道的杂化类型决定了分子的空间构型。
4.类型: ★对于非过渡元素,由于ns和np能级接近,往往
采用“sp”型杂化(sp3杂化、sp2杂化、sp杂化)
(一)sp3杂化轨道
2.2.3 杂化轨道理论简介 课件(共38张PPT) 人教版(2019) 选择性必修2
②每个sp3杂化轨道的形状为一头大,一头小,含有 1/4 s 轨道和 3/4 p
轨道的成分。
③每两个轨道间的夹角为109º28′,空间构型为正四面体形。
杂化轨道理论
杂化类型
【思考】如何用杂化轨道理论解释NH3和H2O的空间结构呢?
NH3
N
2p
2s
sp3不等
性杂化
sp3
注:杂化轨道只用于形 成σ键或用来容纳未参
√ 的p轨道可用于形成π键( ) × (6)凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp2杂化轨道成键。( )
杂化轨道理论
杂化类型
【思考】确定BF3和H3O+的中心原子的杂化轨道类型,并与同学讨论。
BF3
H3O+
第一步 计算中心原子孤电子对数: 1(313) 0 2
1 ( 5 13 ) 1 2
第二步 计算价层电子对数:
VSEPR模型名称
杂化轨道数 中心原子的杂化
轨道类型
分子空间结构
直线形 2
sp
直线形
平面三角形
3
sp2
平面三角形
3
sp2
V形
平面三角形
四面体 4
sp3
V形
四面体 4
sp3
三角锥形
正四面体 4
sp3
正四面体
杂化轨道类型的判断
杂化轨道理论
6、杂化轨道类型的判断:
杂化类型
①对于主族元素来说,
中心原子的杂化轨道数=价层电子数=σ键电子对数 + 孤电子对数
杂化轨道理论
杂化类型
【随堂练习】推测下列有机物中碳的杂化类型:
sp3 sp3 sp3 (1)CH3CH2CH3
2.2.2杂化轨道理论 (教学课件)—— 高二化学人教版(2019)选择性必修2
杂化轨道数目 2
3
4
杂化类型
sp sp2 sp3
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型名称 分子的空间结构
CO2 0+2=2
sp
CH2O 0+3=3
sp2
CH4 0+4=4
sp3
SO2 1+2=3
sp2
NH3 1+3=4
sp3
H2O 2+2=4
sp3
直线形 平面三角形 正四面体形 平面三角形
sp3
109°28′
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。
z y
x
180°
180z °
y
x
x
z y
z y
x
BeCl2分子的形成——sp杂化
(3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。
O原子的价电子排布式为2s22p4,在形成H2O分子的 过程中,O原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4 个sp3杂化轨道,其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子, 分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道中是 成对电子,未与H原子形成共价键;4个sp3杂化轨道在空 间构成正四面体形,但由于2对孤电子对的排斥作用,使2 个O—H键的键角变得更小,使H2O分子成为V形的空间 结构。
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
杂化轨道理论 课件 高中化学新苏教版选择性必修2(2022年)
(1)原子轨道的杂化只有在形成分子 的过程中才会发生。 (2)只有能量相近的轨道才能杂化。 (3)杂化前后轨道数目不变。 (4)杂化轨道成分相同、能量相等、 形状相同。 (5)杂化轨道有一定空间取向。
新知讲解
2.共价键的形成
甲烷分子的空间构型: 正四面体、键角109.5°
碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠,形成σ键。 表示为σsp3-s 杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。 杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。
为了解释CH4等分子的空间结构,美 国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨 道理论。运用该理论,可以较好地解 释CH4分子的空间结构。
美国化学家鲍林
新知讲解
杂化轨道理论中,CH4是如何形成的呢? 1.杂化轨道的形成
基态原子轨道
激发态原子轨道
杂化轨道
新知讲解
4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形, 轨道之间的夹角为109°28',每个轨 道上都有一个未成对电子。
答案:sp2 sp2杂化轨道与sp2杂化轨道 2p和2p sp2杂化 轨道和1s
( 3 ) AsH3 中 的 As 为 ________ 杂 化 , 分 子 的 结 构 式 为 ________ , 空 间 构 型 为 __________。
答案:(1)sp O=C=O 直线形
(2)sp2 (3)sp3
平面三角形 三角锥
课堂检测
5.已知苯的结构如图所示,苯分子是平面结构,苯环中的碳 碳键由6个σ键形成正六边形,6个碳原子的2p轨道上的一个 电子形成大π键。苯分子中碳原子的杂化方式为__________, 碳碳键的成键轨道有________和_______,C-H的成键轨道是 ___________。
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 (精讲)高二化学课件(人教版2019选择性必修2)
180°
z
zz
z
z
y
y
y
yxx源自xxsp杂化
Be原子:1s22s2 2s
没有单个电子,
2p
2p
激发 2s
sp sp杂化
Cl
Be
Cl
180°
sp
px
px
Cl
Cl
中心原子杂化轨道数的确定方法(1)
中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数 =中心原子的价层电子对数 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型名称 分子的立体构型
;
(3)CCl4分子中的C为
杂化,分子的结构式为
,
空间结构为
;
(4)H2S分子中的S为
杂化,分子的结构式为
,
空间结构为
。
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠 形成3个N-Hσ键,1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。 氧原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠 形成2个N-Hσ键,2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp2杂化
一个s轨道与两个p轨道杂化,得三个sp2杂化轨道,三个杂化 轨道在空间分布是在同一平面上,呈平面三角形。 sp2杂化后,未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键,如 乙烯分子碳碳双键的形成。
B.氮原子与碳原子分别为 杂化与 杂化
C.
分子中所含 键为 10mol
D.编号为 a 的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一面内
学以致用
3.指出下列原子的杂化轨道类型、分子的结构式及空间结构。
(1)CS2分子中的C为
杂化,分子的结构式为
,
空间结构为
;
(2)CH2O中的C为
杂化轨道理论-说课课件
教法与学法
❖ “问题探究式”教学模式 解决问题
自学释疑
创发 分 设现 析 情问 问 境题 题
探讨尝试 交流提炼
有运 效用 迁拓 移展
归纳总结
“问题探究式”教学模式的优点
问题让学生自主解决 思路让学生自主探究 方法让学生自主寻找 规律让学生自主发现
教学过程
写出C原子的价层电子排布图
C 2s
2px 2py 2pz
说课流程
教学反思 板书设计
教材分析
杂化轨 道理论
学情分析 教学目标
教学过程
教学重难点
教法与学法
教材的地位及作用
本课选自高中化学新课程选修3第二章第2节中的第二课时
❖ 杂化轨道理论形象的解释了原子之间的成键方法、有关 物质的空间结构及其稳定性,内容比较抽象,但是它可 以帮助人们更好地认识和理解物质的结构和性质
能力基础: 已经具备了搜集资料,分析问题,自主探究 的能力,同时具备了空间想象能力,这些都是学习本 部分内容的能力基础
可能遇到障碍:如果对原子结构和空间想象能力欠缺将 会影响到对本部分内容的学习
教学目标
知识与技能
过程与方法
情感态度 与价值观
认识杂化轨道理论 的要点;能根据杂 化轨道理论判断简 单分子或离子的构 型;进一步了解化 合物中原子的成键 特征
(以减小化学键之间的排斥力)。
sp杂化轨道和sp2杂化轨道
除sp3杂化轨道外,还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。
有效迁移
问题:类比CH4的成键过程,分析BeCl2和BF3的 成键过程及分子构型?
BeCl2:1s22s2
BeCl2分子的形成:
Cl
-
+
-
杂化轨道理论 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修2
分别与4个H原子的1s轨道重叠,形成4个C-Hσ键。因此CH4分子呈正四面体形的空间结构
一、杂化理论简介
1、概念 杂化是指在形成分子的过程中,中心原子提供若干不同类型、能量相 近的原子轨道发生混杂,形成一组新的原子轨道的过程。所形成的新 轨道叫杂化轨道。 2、杂化的条件:
(1)只有在形成化学键时才能杂化
sp3杂化中,随中心原子上的孤电子对数增多,孤对电子对成键电子对的排斥作 用越大,键角越小。
四、VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系:
杂化轨道理论解释了价层电子对互斥模型所推测的分子空间结构, 但分析具体中心原子的杂化轨道类型时,应先确定分子或离子的 VSEPR模型,再确定中心原子的杂化轨道类型。
五、有机物中碳原子杂化轨道类型判断 1.甲烷
甲烷中的碳原子为饱和碳原子,碳原子是sp3杂化
2.乙烯 乙烯中有碳碳双键,碳原子是sp2杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
3.乙炔 乙炔中有碳碳三键,碳原子是sp杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
五、有机物中碳原子杂化轨道类型判断 【总结】
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
电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道中含孤电子对,未与H
原子形成共价键;
不等性sp3杂化
形成O-H键
4个sp3杂化轨道
2个sp3-s σ键
键角105°
4个sp3杂化轨道在空间构成四面体形,但由于2对孤电子对的排斥作用,使2个 O—H键的键角变得更小,使H2O分子成为V形的空间结构。
练习
C 3.在BrCH=CHBr分子中,C—Br键采用的成键轨道是( ) A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p
一、杂化理论简介
1、概念 杂化是指在形成分子的过程中,中心原子提供若干不同类型、能量相 近的原子轨道发生混杂,形成一组新的原子轨道的过程。所形成的新 轨道叫杂化轨道。 2、杂化的条件:
(1)只有在形成化学键时才能杂化
sp3杂化中,随中心原子上的孤电子对数增多,孤对电子对成键电子对的排斥作 用越大,键角越小。
四、VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系:
杂化轨道理论解释了价层电子对互斥模型所推测的分子空间结构, 但分析具体中心原子的杂化轨道类型时,应先确定分子或离子的 VSEPR模型,再确定中心原子的杂化轨道类型。
五、有机物中碳原子杂化轨道类型判断 1.甲烷
甲烷中的碳原子为饱和碳原子,碳原子是sp3杂化
2.乙烯 乙烯中有碳碳双键,碳原子是sp2杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
3.乙炔 乙炔中有碳碳三键,碳原子是sp杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
五、有机物中碳原子杂化轨道类型判断 【总结】
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
电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道中含孤电子对,未与H
原子形成共价键;
不等性sp3杂化
形成O-H键
4个sp3杂化轨道
2个sp3-s σ键
键角105°
4个sp3杂化轨道在空间构成四面体形,但由于2对孤电子对的排斥作用,使2个 O—H键的键角变得更小,使H2O分子成为V形的空间结构。
练习
C 3.在BrCH=CHBr分子中,C—Br键采用的成键轨道是( ) A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p
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第二节 分子的立体结构
(杂化轨道理论)
复习回顾
一、形形色色的分子 二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子
分子 类型
中心原子 结合的原子数
代表物
空间构型
AB2
2
Hale Waihona Puke CO2直线形无孤对电子 AB3
3
CH2O 平面三角形
AB4
4
CH4 正四面体
有孤对电子 AB2
2
AB3
3
H2O
V形
NH3 三角锥形
(2)sp2杂化
探究2:BF3 分子的形成
F
120°
实验测得,三个共价键,
B
平面三角形分子(键角
F
F 120°)。
B原子价电子排布式:2s22p1,有一 个未成对电子
1个2s 轨道与2个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂 化轨道。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
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。
探究1:BeCl2分子的形成
实验测得: 两个共价键,直线形分子(键角180°)
Cl—Be—Cl
Cl
Be
Cl
180°
Be原子价电子排布式:2s2 没有未成对电子
一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道
sp杂化轨道的形成和空间取向示意图
为使轨道间的排斥能最小,轨道间的夹角为180° 。
BeCl2分子的形成 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。
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 (离域键)C6H6
(3)sp3杂化
CH4分子的形成
sp3杂化:1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化”(混合平均化)
2.杂化轨道理论的要点
(1) 杂化的中心各原子轨道能量要相近〖同一能级组 或相近能级组的轨道nsnp或nsnpnd或(n-1)dnsnp〗。
(2) 杂化轨道的能量、形状、大小完全相同,都不同 原来,杂化后原子轨道方向改变,杂化轨道在成键时 更有利于轨道间的重叠。
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子 孤对电子对数+中心原子结合的原子数
代表物
CO2 CH2O SO2 CH4 NH3 H2O
价层电子对 杂化轨道类型 分子结构
数
0+2=2
sp
直线形
0+3=3 1+2=3 0+4=4 1+3=4 2+2=4
sp2
平面三角形
sp2
V形
sp3
正四体
形
sp3
三角锥形
思考与交流
1.回忆: CH4分子中C原子形成几个共价键?分 子空间构型怎样?
2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测: CH4分子的C原子怎样才能形成四个共价键?
3.如果C原子就以1个2s轨道和3个2p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? 这与CH4分子的实际情况是否吻合?
1个 s + 1个p
杂 化 2个sp杂化 轨 道 数 轨道
杂化轨道 180° 间夹角
空间 构型
直线形
实
例 BeCl2
sp2
1个s + 2个p 3个sp2 杂化轨道 120°
平面三角形
BF3
sp3
1个s + 3个p 4个sp3 杂化轨道
109°28′
正四面体形
CH4
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
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。
BeCl2分子结构
sp
px
px
Cl
Cl
Cl
Be
Cl
乙炔(C2H2)分子形成
2p 2s
C的基态
2p 激发 2s
激发态
杂化 sp 2p 2p
↑↑ ↑ ↑
CO2分子怎样形成的?
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°28′,正四面体形
NH3 的空间构型
NH3
2p
2s
N
HH
sp3杂化
H
不等性杂化
H2O 的空间构型
3.三种sp杂化轨道类型的比较
杂化 类型
sp
参与杂化的 原子轨道
2s
2px
2py
2pz
键长、键能相同,键角相同为109°28′
三、杂化轨道理论简介
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理 论
2p 2s
C的基态
激发 2s
2p
激发态
杂化 正四面体形 sp3 杂化态
sp3 杂化
四个H原子分别以1s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,形成一个正四面 体构型的分子。
思考与交流
通过以上的学习,以CH4为例,谈谈你对“杂化” 及“杂化轨道”的理解。
1.C原子为什么要进行“杂化”?
2.什么是杂化?C原子是如何进行“杂化”的?
3.“杂化轨道”有哪些特点?
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
在形成分子时,由于原子的相互影响,同 一原子中的若干不同类型、能量相近的原子 轨道混合起来,重新分配能量和调整空间方 向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
sp3
V形
有机物含多中心C原子杂化方式判断方法:
C-C
sp3杂化
C=C C=O C=N sp2杂化
C≡C C≡N
SP杂化
练习:CH3CH=CHC≡CCOCOOH NO2 N2H4 NO2- SO42- CO32- CNClO2 O F2 H3O- HClO AlCl3 CS2 NH4 +
知识小结
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
乙烯(C2H4)分子的形成
2s
2p
2s 激发
2p
杂化 s p 2
2p
↑↑↑ ↑
C的基态
激发态
苯(C6H6)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
(3) 杂化前后原子轨道数目不变:参加杂化的轨道数 目 =形成的杂化轨道数目=中心原子价层电子对数
(4) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性(以 减小化学键之间的排斥力)。
(5)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。
(6)杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对,不 能用于形成∏键。
3 杂化类型 (1)sp杂化
(杂化轨道理论)
复习回顾
一、形形色色的分子 二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子
分子 类型
中心原子 结合的原子数
代表物
空间构型
AB2
2
Hale Waihona Puke CO2直线形无孤对电子 AB3
3
CH2O 平面三角形
AB4
4
CH4 正四面体
有孤对电子 AB2
2
AB3
3
H2O
V形
NH3 三角锥形
(2)sp2杂化
探究2:BF3 分子的形成
F
120°
实验测得,三个共价键,
B
平面三角形分子(键角
F
F 120°)。
B原子价电子排布式:2s22p1,有一 个未成对电子
1个2s 轨道与2个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂 化轨道。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
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。
探究1:BeCl2分子的形成
实验测得: 两个共价键,直线形分子(键角180°)
Cl—Be—Cl
Cl
Be
Cl
180°
Be原子价电子排布式:2s2 没有未成对电子
一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道
sp杂化轨道的形成和空间取向示意图
为使轨道间的排斥能最小,轨道间的夹角为180° 。
BeCl2分子的形成 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。
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 (离域键)C6H6
(3)sp3杂化
CH4分子的形成
sp3杂化:1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化”(混合平均化)
2.杂化轨道理论的要点
(1) 杂化的中心各原子轨道能量要相近〖同一能级组 或相近能级组的轨道nsnp或nsnpnd或(n-1)dnsnp〗。
(2) 杂化轨道的能量、形状、大小完全相同,都不同 原来,杂化后原子轨道方向改变,杂化轨道在成键时 更有利于轨道间的重叠。
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子 孤对电子对数+中心原子结合的原子数
代表物
CO2 CH2O SO2 CH4 NH3 H2O
价层电子对 杂化轨道类型 分子结构
数
0+2=2
sp
直线形
0+3=3 1+2=3 0+4=4 1+3=4 2+2=4
sp2
平面三角形
sp2
V形
sp3
正四体
形
sp3
三角锥形
思考与交流
1.回忆: CH4分子中C原子形成几个共价键?分 子空间构型怎样?
2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测: CH4分子的C原子怎样才能形成四个共价键?
3.如果C原子就以1个2s轨道和3个2p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? 这与CH4分子的实际情况是否吻合?
1个 s + 1个p
杂 化 2个sp杂化 轨 道 数 轨道
杂化轨道 180° 间夹角
空间 构型
直线形
实
例 BeCl2
sp2
1个s + 2个p 3个sp2 杂化轨道 120°
平面三角形
BF3
sp3
1个s + 3个p 4个sp3 杂化轨道
109°28′
正四面体形
CH4
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
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。
BeCl2分子结构
sp
px
px
Cl
Cl
Cl
Be
Cl
乙炔(C2H2)分子形成
2p 2s
C的基态
2p 激发 2s
激发态
杂化 sp 2p 2p
↑↑ ↑ ↑
CO2分子怎样形成的?
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°28′,正四面体形
NH3 的空间构型
NH3
2p
2s
N
HH
sp3杂化
H
不等性杂化
H2O 的空间构型
3.三种sp杂化轨道类型的比较
杂化 类型
sp
参与杂化的 原子轨道
2s
2px
2py
2pz
键长、键能相同,键角相同为109°28′
三、杂化轨道理论简介
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理 论
2p 2s
C的基态
激发 2s
2p
激发态
杂化 正四面体形 sp3 杂化态
sp3 杂化
四个H原子分别以1s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,形成一个正四面 体构型的分子。
思考与交流
通过以上的学习,以CH4为例,谈谈你对“杂化” 及“杂化轨道”的理解。
1.C原子为什么要进行“杂化”?
2.什么是杂化?C原子是如何进行“杂化”的?
3.“杂化轨道”有哪些特点?
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
在形成分子时,由于原子的相互影响,同 一原子中的若干不同类型、能量相近的原子 轨道混合起来,重新分配能量和调整空间方 向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
sp3
V形
有机物含多中心C原子杂化方式判断方法:
C-C
sp3杂化
C=C C=O C=N sp2杂化
C≡C C≡N
SP杂化
练习:CH3CH=CHC≡CCOCOOH NO2 N2H4 NO2- SO42- CO32- CNClO2 O F2 H3O- HClO AlCl3 CS2 NH4 +
知识小结
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
乙烯(C2H4)分子的形成
2s
2p
2s 激发
2p
杂化 s p 2
2p
↑↑↑ ↑
C的基态
激发态
苯(C6H6)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
(3) 杂化前后原子轨道数目不变:参加杂化的轨道数 目 =形成的杂化轨道数目=中心原子价层电子对数
(4) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性(以 减小化学键之间的排斥力)。
(5)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。
(6)杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对,不 能用于形成∏键。
3 杂化类型 (1)sp杂化