【四维备课】高中化学《2.2分子的立体结构（第2课时）》学案 鲁科版选修3.doc

第2章第2节 分子的立体结构（第2课时）【学习目标】1、认识杂化轨道理论的要点2、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型【重难点】杂化轨道理论【温故新知】（1）用价层电子对互斥理论预测，甲烷的空间构型为 ，键角为 。（2）按照已学过的价健理论能否解释甲烷分子为正四面体构型？按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个ch单键都应该是 键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是 个 轨道和 个 轨道，用它们跟4个氢原子的 原子轨道重叠， 得到正四面体构型的甲烷分子。【教材导读】阅读教材p39-41相关内容。三、杂化轨道理论 1、杂化轨道理论是一种价键理论，是 为了解释 提出的。 2、杂化的概念：原子形成分子时，由于原子的相互影响，同一原子中若干能量相近的原子轨道，在外界条件的影响下重新组合形成一组新轨道的过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫 。 3、杂化结果：重新分配能量和空间，组成 和 都相等且成键能力更强的原子轨道。 4、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在 、 和 等过程。 例如：基态碳原子的电子排布式为 ，其2s能级上的1个电子跃迁到2p能级上则形成 态1s22s12p3（1s22s12px12py12pz1），此时2s与2p轨道的能量 同，然后1个2s轨道与3个、2个或1个2p轨道混合而形成4个、3个或2个能量 、成分 、电子云形状（原子轨道的电子云轮廓图）完全 的新的原子轨道，此过程即为杂化，形成的新的原子轨道分别称为 、 、 杂化轨道，每个杂化轨道中有1个不成对电子且自旋状态 ，再与其它原子中的电子发生电子云 而形成键。完成下图：2s 2p2s 2p sp3 激发 杂化 基态 激发态 杂化轨道 【思考与交流】为什么甲烷分子为正四面体构型？ch4分子的形成过程：碳原子2s能级中1个电子 到2p空轨道上，这个过程称为 ，但此时各个轨道的能量 ，于是1个2s轨道和3个2p轨道发生混杂，形成能量 、成分 的4个sp3杂化轨道（其中每个杂化轨道中s成分占 ，p成分占 ），然后4个sp3杂化轨道上的电子与氢原子的1s电子形成 键电子对，电子对相互排斥，形成 构型，其中4个ch键 。 5、杂化轨道的类型（1）sp 杂化： s轨道和 p轨道间的杂化，所得新轨道数为 。如： ；（2）sp2 杂化： s轨道和 p轨道间的杂化，所得新轨道数为 。如： ；（3）sp3 杂化： s轨道和 p轨道间的杂化，所得新轨道数为 。如： ；注意：在sp杂化和sp2杂化形式中参与杂化的p轨道数目分别为 和 ，说明还有未参与杂化的p轨道，可用于形成 键，而杂化轨道只用于形成 键或容纳 。 6、确定中心原子的杂化类型：由价层电子对互斥理论可知，h2o的价层电子对数 ，其vsepr模型是 ，因此它的中心原子采取 杂化得到 个相同的轨道，其中2个轨道由 占据，2个轨道由 占据。so2的价层电子对数 ，vsepr模型是 ，因此它的中心原子采取 杂化得到 个相同的轨道，其中 个轨道由孤对电子占据， 个轨道由键电子对占据。bf3的价层电子对数 ，vsepr模型是 ，因此它的中心原子采取 杂化得到 个相同的轨道，其中 个轨道由孤对电子占据， 个轨道由键电子对占据。h3o+的价层电子对数 ，vsepr模型是 ，因此它的中心原子采取 杂化得到 个相同的轨道，其中 个轨道由孤对电子占据， 个轨道由键电子对占据。【归纳小结】确定中心原子的杂化类型：（1） 确定中心原子价电子对数；（2） 判断分子的vsepr模型；（3） 根据vsepr模型与杂化类型的一一对应关系找出杂化类型：直线型 杂化；平面型 杂化；四面体 杂化。杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间的夹角空间构型实例spbecl2 sp2bf3 sp3ch4 【思考与交流】（1）任何情况下轨道都可以发生杂化吗？杂化轨道有什么用途？（2）水、甲烷、氨气中心原子均为sp3杂化，为什么水的键角为105？氨气的为107？【注意】 1、杂化只有在形成 时才会发生； 2、能量 的轨道方可发生杂化； 3、杂化轨道成键时，要满足化学键间 原理，键与键间排斥力大小决定于键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。 4、杂化轨道只用来形成 或容纳 ， 轨道方可用于形成键。【巩固练习】1、下列分子中心原子是sp2杂化的是（ ） a pbr3 b ch4 c bf3 d h2o2、关于原子轨道的说法正确的是（ ） a 凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体 b ch4分子中的sp3杂化轨道是由4个h原子的1s 轨道和c原子的2p轨道混合起来而形成的 c sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道 d 凡ab3型的共价化合物，其中中心原子a均采用sp3杂化轨道成键3、用pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（ ） a、c原子的四个杂化轨道的能量一样 b、c原子的sp3杂化轨道之间夹角一样 c、c原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道 d、c原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据4、下列对sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（ ） a、sp杂化轨道的夹角最大 b、sp2杂化轨道的夹角最大 c、sp3杂化轨道的夹角最大 d、sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角相等5、乙烯分子中含有4个ch和1个c=c双键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是（ ） a、每个c原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道 b、每个c原子的1个2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道 c、每个c原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道 d、每个c原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道6、cl