杂化轨道理论-(公开课).ppt
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杂化轨道理论简介PPT教学课件
第二节 分子的立体构型 杂化轨道理论简介
请根据价层电子对相斥理论 分析甲烷的立体构型
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 为轨了解道决，这用一矛它盾们，跟鲍林4个提出氢了原杂化子轨的道理论 1s原子轨道重叠，不可能得到
叶脉：有导管和筛管。导管运输水分和无机盐， 筛管运输有机物。
极 细 光 束
黑暗中
1装片中好氧菌集中在被 光束照射到的部位附近。
光照下
2装片中好氧菌集中在叶 绿体所有受照射的部位。
恩吉尔曼的水绵光合作用实验
为什么好氧细菌集 中在叶绿体所有受 光部位的周围？
实验证明：氧是由叶
绿体释放出来的，叶
绿体是光合作用的场
上表皮 下表皮
气孔 保卫细胞
填图练习
叶肉 叶脉
气孔
表皮 保卫细胞
叶片的结构:表皮、叶肉、叶脉。
表皮：无色透明，有利于光线的透入；外有角质 层，有保护作用；表皮上有保卫细胞、以及由保 卫细胞围成的空隙——气孔，气孔是气体进出的 门户。
叶肉：分栅栏组织和海绵组织。栅栏组织细胞呈 圆柱形，排列整齐，细胞含叶绿体较多。海绵组 织细胞形状不规则，排列比较疏松，细胞含叶绿 体较少。
有： sp sp2 sp3
2.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子；
(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）；
(3) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目 等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道在成键时更 有利于轨道间的重叠；
(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）。
请根据价层电子对相斥理论 分析甲烷的立体构型
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 为轨了解道决，这用一矛它盾们，跟鲍林4个提出氢了原杂化子轨的道理论 1s原子轨道重叠，不可能得到
叶脉：有导管和筛管。导管运输水分和无机盐， 筛管运输有机物。
极 细 光 束
黑暗中
1装片中好氧菌集中在被 光束照射到的部位附近。
光照下
2装片中好氧菌集中在叶 绿体所有受照射的部位。
恩吉尔曼的水绵光合作用实验
为什么好氧细菌集 中在叶绿体所有受 光部位的周围？
实验证明：氧是由叶
绿体释放出来的，叶
绿体是光合作用的场
上表皮 下表皮
气孔 保卫细胞
填图练习
叶肉 叶脉
气孔
表皮 保卫细胞
叶片的结构:表皮、叶肉、叶脉。
表皮：无色透明，有利于光线的透入；外有角质 层，有保护作用；表皮上有保卫细胞、以及由保 卫细胞围成的空隙——气孔，气孔是气体进出的 门户。
叶肉：分栅栏组织和海绵组织。栅栏组织细胞呈 圆柱形，排列整齐，细胞含叶绿体较多。海绵组 织细胞形状不规则，排列比较疏松，细胞含叶绿 体较少。
有： sp sp2 sp3
2.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子；
(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）；
(3) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目 等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道在成键时更 有利于轨道间的重叠；
(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）。
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sp sp2
直线 平形面三角
方法：
sp3
形正四面体
根据价层电子对数；
sp2
形 V形
或杂化轨道夹角。
sp3
三角锥形
第 20 页
杂化轨道理论
探究导学
探究一、杂化轨道类型的判断与分子空间构型确定 2、杂化轨道立体构型与分子立体构型
类型 杂化轨道构型
s
p
直线
sp2
平面三角
sp3
正四面体
分子立体构型
直线形
平面三角形 平面形 V形
第 18 页
探究导学
问题 根据以上事实总结：如何判断一个化合物中心原子杂化类型
探究
及分子空间构型？
杂化轨道理论
探究一、杂化轨道类型的判断与分子空间构型确定 1、杂化轨道类型的判断
杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子 对 杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数
第 19 页
探究导学
0+2=2 0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4
sp
(2)NH4+___直0_+_线4_=_形4___、__________、_s_p_3_______；
3
(3)H2O __正2_+_四2_=_面4__体__形、__________、s_p_3________；
1029．°杂28化′轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。
3．杂化轨道符合VSEPR模型，尽量占空间，使它们间斥力最小。
第 22 页
杂化轨道理论
习题导学
1．计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数，中心原子的杂化轨道类
型，写出VSEPR模型名称。 孤电子对数＋结合的原子数
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（ ）
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•杂化轨道理论基本概念•s-p 杂化轨道•p-d 杂化轨道•d-f 杂化轨道•杂化轨道理论与分子构型关系•杂化轨道理论在化学领域应用•总结与展望目录01杂化轨道理论基本概念原子轨道与杂化轨道原子轨道杂化轨道sp 杂化sp2杂化sp3杂化030201杂化类型及特点杂化轨道形成过程激发原子中能量相近的不同类型原子轨道在成键过程中重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道。
杂化重新组合后的原子轨道称为杂化原子轨道，简称杂化轨道。
成键杂化后的原子轨道能量相等、成分相同，仅空间方位不同。
杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理。
02s-p杂化轨道s-p杂化原理及类型s-p杂化原理s-p杂化类型根据参与杂化的s和p轨道数目不同，可分为sp、sp²、sp³等类型。
s-p杂化实例分析乙烯分子中的C=C双键炔烃分子中的C≡C三键s-p杂化性质总结s-p杂化轨道具有方向性和饱和性01s-p杂化影响分子构型和性质02s-p杂化与化学键稳定性0303p-d杂化轨道p-d杂化原理及类型p-d杂化原理p-d杂化类型p-d杂化实例分析实例一PCl5分子。
磷原子中的3个p轨道和1个d轨道发生杂化，形成5个sp3d杂化轨道，分别与5个氯原子形成共价键。
这种杂化解释了PCl5分子的三角双锥构型。
实例二SF6分子。
硫原子中的3个p轨道和2个d轨道发生杂化，形成6个sp3d2杂化轨道，分别与6个氟原子形成共价键。
这种杂化解释了SF6分子的八面体构型。
化学键性质p-d 杂化轨道中的电子分布和键合情况决定了分子的化学键性质，如键长、键角、键能等。
这些性质与分子的稳定性和反应性密切相关。
几何构型p-d 杂化轨道形成的分子具有特定的几何构型，如三角双锥、八面体等，这些构型与参与杂化的轨道数目和类型密切相关。
光学性质p-d 杂化轨道对分子的光学性质也有影响，如吸收光谱、发射光谱等。
这些性质与分子中的电子跃迁和能级结构有关。
精选 《杂化轨道理论》参考完整教学课件PPT
正四面体三角 锥形或V形
随堂演练
1．判断正误正确的打“√〞，错误的打“×〞
1价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。 ×
模型与分子空间结构不一致。
√
3五原子分子的空间结构都是正四面体形。 ×
4杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。
3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四面体形。
3型×的共价化合物,其中心原子A均采用3杂化轨道成键。
6杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对
原子轨道杂化与杂化轨道
轨道的 杂化
原子内部能量相近的原子轨道重新组合形 成与原轨道数相等的一组新轨道的过程
轨道的 杂化
轨道的 杂化
杂化后形成的新的能量相同的组原子轨道
①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强
例如： 2 杂化 —— BF3分子的形成
F
B： 122221 没有3个单电子
2p
2p
2s
激发 2s
B
F
sp2杂化
F
sp2
练习2：分析C2H4的杂化方 式
22
基态原子：
C
11
H
激发态原子 ：
21 C
杂化后：
H
H
22
23
H H
练习3：请结合价键理论分析BH3的分子结构
22
21
基态原子 ：
B
11 H
6杂化类型判断：
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对
数相等。
A的价电子对数
2
3
4
A的杂化轨道数
2
3
4
杂化类型
杂化轨道理论完整ppt课件
2、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子 时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
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5
激发
CH4分子（sp3杂化）
2p 2s
2p 2s
sp3杂化
sp3
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6
3.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。 (2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能
级组或相近能级组的轨道）。 (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。 (4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨
理论分析：Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个 Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个spp的 σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。
实验测定：BeCl2分子中有2个完全等同的BeCl键， 键角为1800 ，分子的空间构型为直线。
其他例子： CO2、HC≡CH
乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。
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8
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9
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨 道和3个2p轨道这4个轨道会发生混杂,混杂时保持轨 道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨 道,夹角109 28 ′, 如下图所示：
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C 109°28’
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
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32
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
H
H
H
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10
实例分析1：
试解释CCl4分子的空间构型。
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5
激发
CH4分子（sp3杂化）
2p 2s
2p 2s
sp3杂化
sp3
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6
3.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。 (2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能
级组或相近能级组的轨道）。 (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。 (4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨
理论分析：Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个 Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个spp的 σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。
实验测定：BeCl2分子中有2个完全等同的BeCl键， 键角为1800 ，分子的空间构型为直线。
其他例子： CO2、HC≡CH
乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。
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8
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9
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨 道和3个2p轨道这4个轨道会发生混杂,混杂时保持轨 道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨 道,夹角109 28 ′, 如下图所示：
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C 109°28’
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
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32
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H
H
H
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10
实例分析1：
试解释CCl4分子的空间构型。
《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
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
-
+
-
化学人教版选择性必修第二册2.2第3课时杂化轨道理论课件
例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成
F
B
B： 1s22s22p1 没有3个单电子
F
2p
2s
激发 2s
F
2p
sp2 sp2杂化
练习2：分析C2H4的杂化方式
2s2
基态原子：
C 1s1
H
2s1
激发态原子：
C
杂化后：
H
H
2p2
2p3
H H
练习3：请结合价键理论分析BH3的分子结构
2s2
2p1
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
如何解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
C：2s22p2 2s
2p
2p
电子激发
2s
sp3杂化
sp3
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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4 4 sp3
正四面体
正四面体 正四面体三角 锥形或V形
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1.价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。 ( × ) 2.NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致。( √ ) 3.五原子分子的空间结构都是正四面体形。( × ) 4.杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。( √ )
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 道的伸展方向成什么立体构型?
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，从而构成一个正四面体形的分子。
杂化轨道理论-课件-高中化学人教版选择性必修2
吸取能量少
价 层
激发
空 轨道重新组合 杂
轨
化
电
道
轨
子
道
能量相近
成对电 子中的 一个
与激发 电子邻 近
类型不同 的原子轨 道
轨道总数目 不变，角度 和形状产生 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
用杂化轨道理论解释NH₃、H₂O 的空间结构。
N原子的价电子排布式为2s²2p³, 在形成NH₃分子的过程中，N 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3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1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；NH₃ 分子中，由于N原子上的孤电子对的排挤作用，使3个 N—H 键的键角变小，成为三角锥形的空间结构。
BF₃ 分子的形成——sp²杂化
B:1s²2s²2p¹ 没有3个单电子
激发
仁
2p
2s
2s
F:2s²2p⁵
2s
sp²杂化
2p
p轨道
2p
2p
sp²
个
BeCl₂分子的形成——sp杂化
Be:2s2
Cl:3s²3p ⁵
3p
3s
激发
sp杂化 2p
2p
2p
Sp
2s
2s
180°
pp
sp
CI
Be
CI
Sp
180°
原子轨道的杂化过程
比较键角时，先看中心原子杂化类型，杂化类型不同时：键角一般按 sp、sp²、sp³顺序依次减小；杂化类型相同时，中心原子孤电子对数越多， 键角越小。
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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
sp3
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
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?
（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
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
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。
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：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
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
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
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
（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
测分子的几何构型。
(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2020/11/102020/11/10Tuesday, November 10, 2020
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？
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。
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
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 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
( B)
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
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
NH 3
2p
2s
N
HH
sp3杂化
H
不等性杂化
H 2 O 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
参与杂化的 原子轨道
1个 s + 1个p
杂 化 2个sp杂化 轨 道 数 轨道
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
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