杂化轨道理论简介ppt课件

如何判断一个化合物的中心原子的 杂化类型？
各种杂化轨道的成键特征与分子的空间构型:
杂 化 轨 道 数 杂化轨道 间夹角 空 间 构 型 实 例 2个sp1 杂化轨道 1800 直 线 BeCl2 , C2H2 3个sp2 杂化轨道 1200 正三角形 BF3 , C2H4 4个sp3 杂化轨道 109.50 正四面体 CH4 , CCl4
实例分析： 试解释CCl4分子的空间构型。
2、杂化轨道的特点:
1) 杂化轨道也是原子轨道，因此，它们可以与其他原子 的单电子配对成键。 2) 杂化轨道全部都用于形成σ键。 3) 杂化轨道的空间伸展方向要按一定规律发生变化.
三种SP杂化轨道的比较
杂 化 类 型 sp1 sp2 sp3
参与杂化的 1 个 s + 1 个p 1 个s + 2 个p 1 个s + 3 个p 原子轨道
CCl4 分子的中心原子是 C ，其价层电子组态为 2s22px12py1。在形成CCl4分子的过程中，C原子的 2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道，价层电子 组态为2s12px12py12pz1，1个2s轨道和3个2p轨道进 行 sp3 杂化，形成夹角均为 109028′ 的 4 个完全等同 的sp3杂化轨道。其形成过程可表示为
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？
原子轨道？ 伸展方向？
一.杂化轨道 ⒈sp3杂化
CH4分子的形成和空间构型 C的电子排布:1s22s22p2
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。
方使 向轨 分道为 别间了 指的四 向排个 正斥杂 四最化 面小轨 体，道 的 4 在 四个空 个杂间 顶化尽 点轨可 。道能 的远 伸离 展，
为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道 呈正三角形分布，夹角为1200。当3个sp2杂化轨道 分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就会 形成平面三角形构型的分子。
理论分析：B原子的三个SP2杂化轨道分 别与3个F原子含有单电子的2p轨道重叠， 形成3个sp2-p的σ键。故BF3 分子的空间 构型是平面三角形。 『思考』:通过分析CH2=CH2分子的结 构，你认为分子中的C原子是否也需要 “杂化”？它又应该进行怎样的“杂 化”？
理论分析： 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。
2 ⒉sp 杂化
⑴ BF3分子的形成和空间构型 B的电子排布:1s22s22p1
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。
理论分析：C原子的4个sp3杂化轨道分别与4个Cl 原子含有单电子的2p轨道重叠，形成4个sp3-p的σ 键。故CCl4 分子的空间构型是正四面体.
实验测定：CCl4分子中有四个完全等同的C-Cl键， 其分子的空间构型为正四面体。
练习： 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。 （1） CO2 （2）H2O （3）HCHO （4）HCN 杂化轨道所用原子轨道的能量要相近，且 杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤对电 子，剩余的p轨道还可形成∏键。
⑵ C2H4分子的形成和空间构型
sp2杂化：乙烯
苯中碳原子也是以sp2杂化的：
⒊sp1杂化
BeCl2分子的形成和空间构型
Be的电子排布:1s22s22p0
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。
为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角 为1800 。当 2个 sp1杂化轨道与其他原子轨道 重叠成键后就会形成直线型分子。
杂化轨道解释一些分子的空间构型
联Fra Baidu bibliotek· 质疑：
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？
BeCl2分子的空间构型
理论分析：Be原子上的两个SP1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。
二、杂化轨道理论简介
1、杂化轨道:
原子中能量相近的几个轨道间通过相互的混杂,形 成相同数量的几个能量与形状都相同的新轨道。