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第二节分子的立体结构 第二课时 讨论 碳原子 为了解决这一矛盾 鲍林提出了杂化轨道理论 2s22p2 在碳原子中 外层只有2个未成对的电子能形成共价键 所以碳原子应是2价 但实践证明 碳原子在有机化合物的结构中 一般都是4价 这是因为碳原子在成键时发生了电子的激发和轨道的杂化 即碳原子在成键时 其中有1个2s电子激发到同一个电子层能级相近的2p轨道上去 变成了4个未成对的电子 碳原子即从基态转变为激发态 例 ch4分子形成 c 2s22px12py13pz 2s 2p 1s sp3 2s 2p 激发 杂化 h 1s1 sp3 s 键合 杂化轨道理论 杂化 原子内部能量相近的原子轨道 在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化杂化轨道 原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道杂化结果 重新分配能量和空间方向 组成数目相等成键能力更强的原子轨道杂化轨道用于容纳 键和孤对电子 杂化特征 能量相近 ns npns np ns n 1 d ns np 成键能力变大 轨道形状发生了变化 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 sp3d2等 sp3杂化 同一个原子的一个ns轨道与三个np轨道进行杂化组合为sp3杂化轨道 sp3杂化轨道间的夹角是109 28 分子的几何构型为正四面体形 例 ch4分子形成 2s 2p c的基态 2s 2p 激发态 109 28 a 碳的sp3杂化轨道 b 甲烷正四面体模型 sp杂化同一原子中ns np杂化成新轨道 一个s轨道和一个p轨道杂化组合成两个新的sp杂化轨道 例 becl2分子形成 激发 2s 2p be基态 2s 2p 激发态 直线形 sp杂化态 直线形 化合态 clbecl 180 碳的sp杂化轨道 sp杂化 夹角为180 的直线形杂化轨道 碳的sp杂化轨道 sp杂化 夹角为180 的直线形杂化轨道 乙炔的成键 sp2杂化 同一个原子的一个ns轨道与两个np轨道进行杂化组合为sp2杂化轨道 sp2杂化轨道间的夹角是120度 分子的几何构型为平面正三角形 2s 2p b的基态 2s 2p 激发态 正三角形 sp2杂化态 例 bf3分子形成 b cl 1200 cl cl 碳的sp2杂化轨道 sp2杂化 三个夹角为120 的平面三角形杂化轨道 大 键c6h6 思考题 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 已知 杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤对电子 结合上述信息完成下表 中心原子孤对电子对数 中心原子结合的原子数 探究练习 1 写出hcn分子和ch20分子的路易斯结构式 2 用vsepr模型对hcn分子和ch2o分子的立体结构进行预测 用立体结构模型表示 3 写出hcn分子和ch20分子的中心原子的杂化类型 4 分析hcn分子和ch2o分子中
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