高中化学 选修三 杂化轨道理论

科学探究
1、写出HCN分子和CH2O分子的路易斯结构式 2．用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体 结构进行预测 直线形 平面三角形
3 ．写出 HCN 分子和 CH2O 分子的中心原子的杂 化类型 sp杂化 sp2杂化 4．分析HCN分子和CH2O分子中的π键 2个π键 1个π键
巩固练习
1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同 B ) 的是 (
A．CO2与SO2 C．BeCl2与BF3
B．CH4与NH3 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
V形
三角锥形 V形
NH3
H2O
பைடு நூலகம்
路易斯结构式
分子有用于形成共价键的键合电子(成键电子)和 未用于形成共价键的非键合电子，又称“孤对电子”， 用短横线表示键合电子，用小黑点来表示孤对电子。 例如，水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表 示为：
H H .. O .. H H .. N H H H C H C .. O .. .. .O . H . .N . N.
第二课时
复习回顾
价层电子对互斥模型
中心原子上的孤对电子也要占据空间， 并参与排斥
通常采取对称结构(斥力最小)
应用反馈
化学式
中心原子 孤对电子数 0 1 2 0
1 0 0 0 0
中心原子结 合的原子数 2 2 2 3 3
4 4 4 4
空间构型 直线形 V形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体 正四面体 正四面体
四个H原子分别以4个s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。
b
SP2杂化
由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个 能量与形状完全相同的轨道,夹角120° 能否解释乙烯分子的结构?
由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个 能量与形状完全相同的轨道。未参与杂化的P轨 道，可用于形成π键
HCN
SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－
分析思考
１、写出C原子电子排布的轨道表示式，并由此推 测：CH４分子的C原子有没有可能形成四个共价 键？怎样才能形成四个共价键？
２、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？
c
SP杂化
由1个s轨道和1个p轨道混杂并重新组合成2个能 量与形状完全相同的轨道,夹角180° 能否解释乙炔分子的结构?
三种SP杂化轨道的比较
杂 化 类 型 sp sp2 sp3
参与杂化的 1个 s + 2 个 p 1个 s + 3 个 p 1 个 s + 1 个 p 原子轨道
杂 化 轨 道 数
3、下列微粒中心元素以sp3杂化的是（B） A．ICl4- B．ClO4C．BrF4+ D．SF4 4．有关乙炔分子中的化学键描述不正确 的是（B ） A．两个碳原子采用sp杂化方式 B．两个碳原子采用sp2杂化方式 C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨 道形成π键 D．两个碳原子形成两个π键
3.写出下列分子的路易斯结构式并指出 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
如何才能使CH４分子中的C原子与 四个H原子形成完全等同的四个共价键呢？
三、杂化轨道理论简介
2p 2s
2p 2s
激发
C的基态
激发态
H H
109°28’
正四面体形
C
H H
sp3 杂化态
三、杂化轨道理论简介
1.要点: 混杂时保持轨道总数不变 轨道的方向发生改变
2.杂化类型及特点
a SP3杂化 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,夹角109°28’
杂化轨道 间夹角 空 间 构 型
2个sp 杂化轨道
1800 直 线
3个sp2 杂化轨道
1200 正三角形
4个sp3 杂化轨道
1090 28’ 正四面体
实
例
BeCl2 , C2H2
BF3 , C2H4
CH4 , CCl4
如何判断一个化合物的中心原子的杂化类 型？
sp3
sp2
sp
3.中心原子杂化类型的判断
★注意：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳 孤对电子 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
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
CO2
CH2O CH4 SO2
0+2=2
sp
直线形
0+3=3
0+4=4
sp2
sp3
平面三角形
正四面体
1+2=3
1+3=4 2+2=4
sp2
sp3 sp3
练习： 1、分析BeF2中的Be和NF3中N的杂化轨道类型及用杂 化轨道理论分析它们的空间构型。
2、指出下列分子或离子中的分子的路易斯结构式及杂化 轨道的类型 A、CO2中的C_____ ________ B、BF3中的B_____ ________ C、CCl4中的C_____ _______ D、NH3中的N______ ________