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。
人教版高中化学选修3课件 第二节分子的立体结构(杂化轨道理论)(共28张PPT)
为了解释像甲烷等分子的立体结构，鲍林提 出了杂化轨道理论。
看看杂化轨道理论的解释：
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分别指向正四面体的四个顶点。
直线形
V形 三角锥形 正四面体
规律：当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型
为SP3杂化，当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化 类型为SP2杂化，当中心原子的价层电子对数为2时，其 杂化类型为SP杂化。
已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对 ★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：
注：（1）杂化轨道只能用于形成σ 键或者用来容 纳未参与成键的孤对电子；
（2）未参与杂化的P轨道，可用于形成∏键
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？
3、判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：
（1）.对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数=价层 电子对数=σ键电子对数（中心原子结合的电子数）+孤 电子对数
一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成
的新轨道就称为杂化轨道。
强调：杂化前后轨道数目不变。即杂化轨道数=参与杂化的轨道数目 如：1个s，1个p形成2个完全相同的sp杂化轨道,
1个s，2个p形成3个完全相同的sp2杂化轨道, 1个s，3个p形成4个完全相同的sp3杂化轨道, 杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。
C.S原子和C原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构
7.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（ ）
看看杂化轨道理论的解释：
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分别指向正四面体的四个顶点。
直线形
V形 三角锥形 正四面体
规律：当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型
为SP3杂化，当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化 类型为SP2杂化，当中心原子的价层电子对数为2时，其 杂化类型为SP杂化。
已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对 ★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：
注：（1）杂化轨道只能用于形成σ 键或者用来容 纳未参与成键的孤对电子；
（2）未参与杂化的P轨道，可用于形成∏键
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？
3、判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：
（1）.对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数=价层 电子对数=σ键电子对数（中心原子结合的电子数）+孤 电子对数
一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成
的新轨道就称为杂化轨道。
强调：杂化前后轨道数目不变。即杂化轨道数=参与杂化的轨道数目 如：1个s，1个p形成2个完全相同的sp杂化轨道,
1个s，2个p形成3个完全相同的sp2杂化轨道, 1个s，3个p形成4个完全相同的sp3杂化轨道, 杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。
C.S原子和C原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构
7.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（ ）
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
杂化轨道理论示范课教案
杂化轨道理论示范课教案（40分钟）安徽大学化学化工学院2010-11-03教学内容：无机化学(武汉大学编第三版，上册)，第四章第四节共价键理论(§4-2-2杂化轨道理论)。
教学目的：学生会运用杂化轨道理论解释并预测简单分子空间构型。
教学方法：启发式讲授法。
教学重点：1，使学生理解并掌握sp3、sp2、sp三种杂化轨道。
2，从共价键本质(电子云最大交盖)，能量最低原理去解释共价键键角和分子空间构型。
3，培养学生观察和思考习惯，训练学生将抽象理论用简单语言表述的能力。
教学难点：1，突破价键理论(电子配对法)的束缚，初步建立价电子离域概念，为分子轨道理论做铺垫。
2，学会处理多原子分子的中心原子价电子轨道杂化方式，解释不等性杂化分子(NH3，H2O)“偏离”sp3杂化的正常空间构型。
教学步骤：一，组织教学(0.5分钟)(集中学生注意力，引入学习状态)，宣布上课。
二，复习旧知导入新课(1.5分钟)简略回顾上一节课内容(板书课题：共价键理论)。
接着提问：根据价键理论，原子间能形成共价键的基本条件是什么？带领学生回答并板书(单个价电子；电子云最大交盖。
板于黑板右上方)评价价键理论的成功(阐述了共价键的本质，处理简单分子H2，HCl等很成功)之处，同时指出价键理论解释某些分子(CH4)空间构型遇到困难(板书CH4于黑板中右方) 。
三，讲授内容安排2杂化轨道理论(课题)(1) sp3杂化(课题，10分钟)带领学生分析C原子结构；写出C原子电子排布式和轨道表示式(板书于黑板左上方)；陈述CH4结构实验数据(键参数)；引导学生提出激发概念，(2s电子跃迁到2p轨道)；提出2s和2p轨道混合思想，引出轨道杂化概念；(1个s和3个p杂化，概念类比：1斤标准面粉+3斤富强面粉：“杂化面粉”)。
杂化方式：sp3轨化(板书)轨道形状：(徒手画sp3杂化轨道于黑板左方)轨道总数：4个sp3杂化轨道(板书，强调：1个s，3个p，总轨道数守恒)空间分布：正四面体(为什么？能量最低原理，用手演示正四面体)(徒手画于黑板中右方与CH4对应)轨道夹角：109°28′(板书)带领学生画出CH4分子中4个共价C-H 键(在轨道正四面体分布的徒手画上进行)。
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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03
分子构型与杂化轨道
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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
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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。
《杂化轨道理论》课件
和形成。
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。
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。
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
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。
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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
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
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
课件1：2.2.2 杂化轨道理论
例如sp杂化、sp2杂化的过程如下:
难点突破 1.轨道杂化与杂化轨道
2.对杂化过程的理解
3.杂化类型的判断 因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原
子之间只能形成一个σ键，故有下列关系: 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。
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型
CO2
0+2=2
sp
CH2O
0+3=3
sp2
CH4
0+4=4
sp3
SO2=4
sp3
H2O
2+2=4
sp3
例题. 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( )
A.直线形 sp杂化
B.平面三角形 sp2杂化
C.三角锥形 sp2杂化
A.sp-p
B.sp2-s
C.sp2-p
D.sp3-p
答案:C 解析:分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化，溴原子的价电子排 布式为4s24p5，4p轨道上的一个未成对电子与碳原子的一个sp2 杂化轨道成键。
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D.三角锥形 sp3杂化
答案:D 解析:判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连 的原子个数。在NF3分子中N原子的孤电子对数为1，与其相连的原子数为3， 根据原子杂化轨道理论可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，NF3分子的空间 结构为三角锥形，类似于NH3。
例题. 在BrCH = CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是( )
1个p轨道
1个s轨道和 1个s轨道和 2个p轨道 3个p轨道
难点突破 1.轨道杂化与杂化轨道
2.对杂化过程的理解
3.杂化类型的判断 因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原
子之间只能形成一个σ键，故有下列关系: 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。
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型
CO2
0+2=2
sp
CH2O
0+3=3
sp2
CH4
0+4=4
sp3
SO2=4
sp3
H2O
2+2=4
sp3
例题. 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( )
A.直线形 sp杂化
B.平面三角形 sp2杂化
C.三角锥形 sp2杂化
A.sp-p
B.sp2-s
C.sp2-p
D.sp3-p
答案:C 解析:分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化，溴原子的价电子排 布式为4s24p5，4p轨道上的一个未成对电子与碳原子的一个sp2 杂化轨道成键。
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D.三角锥形 sp3杂化
答案:D 解析:判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连 的原子个数。在NF3分子中N原子的孤电子对数为1，与其相连的原子数为3， 根据原子杂化轨道理论可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，NF3分子的空间 结构为三角锥形，类似于NH3。
例题. 在BrCH = CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是( )
1个p轨道
1个s轨道和 1个s轨道和 2个p轨道 3个p轨道
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-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
-
+
-
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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 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）
3 杂化类型 （1）sp杂化
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2个sp杂化 轨道
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。
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。
AB3
2
3
H2O
NH3
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？
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
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
1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 ( B ) C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4 2：对SO2与CO2说法正确的是( D ) A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道 C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构 3：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预 测分子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O
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° 。
乙炔(C2H2)分子形成
2s 2p 激发 2s 2p C的基态
激发态
CO2分子怎样形成的?
（2）sp2杂化
探究2：BF3 分子的形成
F 120°
B
F F
实验测得，三个共价键， 平面三角形分子（键角 120°）。
正四体 形
CO2
CH2O SO
2
CH4 NH3 H2O
三角锥形 V形
知识小结
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念 2.杂化轨道理论的要点 3.三种sp杂化轨道类型的比较
sp杂化轨道—直线形，夹角180° 2个 sp2杂化轨道—平面三角形，夹角120°3个 sp3杂化轨道—正四面体形，夹角109°28′4个
NH3 的空间构型
NH3
2p
N
H
3
H
H
不等性杂化
2s
sp 杂化
H2O
的空间构型
大π 键 （离域键）C6H6
3.三种sp杂化轨道类型的比较
杂 化 类 型 sp 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
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
2s
2p 激发
2s
2p
杂化
正四面体形
C的基态
激发态
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。
参与杂化的 1个 s + 1个 p 原子轨道
杂 化 轨 道 数 杂化轨道 间夹角 空 间 构 型 实 例 2个sp杂化 轨道 180° 直线形
BeCl2
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
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 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 sp2 sp3 sp3 sp3 平面三角形 V形
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：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
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 中心原子 分子 代表物 类型 结合的原子数 AB2 无孤对电子 AB3 AB4 有孤对电子 2 3 4 CO2 空间构型 直线形
CH2O 平面三角形 CH4
正四面体
V形 三角锥形
AB2
乙烯（C2H4）分子的形成
2s 2p
激发
C的基态
2s
2p
sp2 杂化 ↑ ↑ ↑
2p
↑
激发态
（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,
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