杂化轨道理论_(公开课).ppt

第二节分子的立体结构（杂化轨道理论）,直线形,平面三角形,正四面体,V形,三角锥形,二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型),一、形形色色的分子,复习回顾,3.如果C原子就以个s轨道和个p轨道上的单电子，分别与四个原子的s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CH分子的实际情况是否吻合？,思考与交流,1.回忆：CH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：CH分子的C原子怎样才能形成四个共价键？,键长、键能相同，键角相同为10928,2s2px2py2pz,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论,三、杂化轨道理论简介,激发,杂化,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-sp3键，形成一个正四面体构型的分子。,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？,思考与交流,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）,1.杂化轨道概念,三、杂化轨道理论简介,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。(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键或容纳孤电子对，不能用于形成键。,实验测得:两个共价键，直线形分子（键角180）ClBeCl,探究1：BeCl2分子的形成,Be原子价电子排布式：2s2没有未成对电子,Cl,Cl,Be,3杂化类型,（1）sp杂化,一个2s和一个2p轨道杂化,形成sp杂化轨道,为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180。,sp杂化轨道的形成和空间取向示意图,每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小；含有1/2s轨道和1/2p轨道的成分；两个轨道间的夹角为180，呈直线型。,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。,BeCl2分子的形成,BeCl2分子结构,乙炔(C2H2)分子形成,激发,杂化,sp,2p2p,CO2分子怎样形成的?,实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角120）。,B原子价电子排布式：2s22p1，有一个未成对电子,探究2：BF3分子的形成,（2）sp2杂化,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,每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/3s轨道和2/3p轨道的成分,每两个轨道间的夹角为120，呈平面三角形,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。,乙烯（C2H4）分子的形成,激发,杂化,sp2,2p,苯（C6H6）的形成,杂化轨道理论解释苯分子的结构：,C为SP2杂化,所有原子（12个）处于同一平面,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、环状的大键,形成的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。,C-C(sp2-sp2);C-H(sp2-s),大键（离域键）C6H6,（3）sp3杂化,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1/4s轨道和3/4p轨道的成分每两个轨道间的夹角为10928，正四面体形,CH4分子的形成,NH3的空间构型,不等性杂化,的空间构型,3.三种sp杂化轨道类型的比较,1个s+2个p,1个s+1个p,1个s+3个p,2个sp杂化轨道,3个sp2杂化轨道,4个sp3杂化轨道,180,120,10928,直线形,平面三角形,正四面体形,BeCl2,BF3,CH4,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,4.中心原子杂化类型判断的一般方法,有机物含多中心C原子杂化方式判断方法：,CCsp3杂化,CCC=OC=Nsp2杂化,CCCNSP杂化,练习：CH3CH=CHCCCOCOOHNO2N2H4NO2-SO42-CO32-CN-ClO2OF2H3O-HClOAlCl3CS2NH4+,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1802个sp2杂化轨道平面三角形，夹角1203个sp3杂化轨道正四面体形，夹角109284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ACO2与SO2BCH4与NH3()CBeCl2与BF3DC2H2与C2H4,B,2：对SO2与CO2说法正确的是()A都是直线形结构B中心原子都采取sp杂化轨道CS原子和C原子上都没有孤对电子DSO2为V形结构，CO2为直线形结构,D,课堂练习,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,4、下列