杂化轨道理论简介ppt课件.ppt

杂化轨道解释一些分子的空间构型 联想 质疑 写出C原子电子排布的轨道表示式 并由此推测 CH 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 如果C原子就以 个 轨道和 个 轨道上的单电子 分别与四个 原子的 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 如何才能使CH 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 sp3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 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 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 SP3 键 形成一个正四面体构型的分子 sp2杂化 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 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 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 C2H4分子的形成和空间构型 根据以上对SP2杂化过程的分析 自己尝试推测一下乙烯分子中C原子的杂化类型和成键情况 尤其是C C的形成情况 现在你能否解释乙烯分子的结构特点了 sp2杂化 乙烯 苯中碳原子也是以sp2杂化的 sp1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 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sp p的 键 所以BeCl2分子的空间构型为直线 BeCl2分子的空间构型 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 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 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 实例分析 试解释CCl4分子的空间构型 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 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 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