杂化轨道理论公开课ppt课件.ppt

第二节分子的立体结构 杂化轨道理论 1 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 2 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 3 键长 键能相同 键角相同为109 28 2s2px2py2pz 4 为了解决这一矛盾 鲍林提出了杂化轨道理论 它的要点是 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轨道会发生混杂 混杂时保持轨道总数不变 得到4个相同的sp3杂化轨道 夹角109 28 正四面体形 三 杂化轨道理论简介 激发 杂化 5 sp3杂化 C原子由1个2s轨道和3个2p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道 由于每个轨道中都含有1 4的s轨道成分和3 4的p轨道成分 因此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 6 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 7 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 8 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 9 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 参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目 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 5 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 6 分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型 7 杂化轨道只能用于形成 键 不能用于形成 键 10 实验测得 两个共价键 直线形分子 键角180 Cl Be Cl 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 11 一个2s和一个2p轨道杂化 形成sp杂化轨道 12 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 13 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 sp杂化 BeCl2分子的形成 14 BeCl2分子结构 规律 第 A族 B族元素与第 A族元素所形成的MX2型共价化合物 中心原子采取sp杂化 如BeBr2 HgCl2 15 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 16 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 17 sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图 18 sp2杂化 BF3分子的形成 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 规律 第 A族元素与第 A族元素所形成的MX3型共价化合物 中心原子采取sp2杂化 如BBr3 19 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 4s轨道和3 4p轨道的成分每两个轨道间的夹角为109 28 正四面体形 规律 第 A族元素与第 A族 A族元素所形成的MX4型共价化合物 中心原子采取sp3杂化 如CCl4 SiF4 CHCl3 20 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 180 120 109 28 直线形 平面三角形 正四面体形 BeCl2 BF3 CH4 21 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 CH2 CH2 2 CH CH 提醒 杂化轨道只能用于形成 键或容纳孤对电子 剩余的未杂化p轨道还可形成 键 应用反馈 22 C原子在形成乙烯分子时 碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化 形成3个sp2杂化轨道 伸向平面正三角形的三个顶点 每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的 键 各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个 键 各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面 彼此肩并肩重叠形成 键 所以 在乙烯分子中双键由一个 键和一个 键构成 23 C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化 两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成 键 各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个 键 两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成 键 所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合 注意 杂化轨道一般形成 键 没有杂化的p轨道形成 键 24 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 C C sp3 sp2 sp C C C C 问题探究 注意 杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤对电子 25 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 26 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 27 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SO2B CH4与NH3 C BeCl2与BF3D C2H2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 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 C