苏教版选修3 专题4 第一单元 第1课时 杂化轨道理论与分子空间构型 课件（29张）.pptx

第1课时杂化轨道理论与分子空间构型 专题4第一单元分子构型与物质的性质 学习目标定位 知道共价分子结构的多样性和复杂性 能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间结构 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 试解释ch4分子为什么具有正四面体的空间构型 1 杂化轨道的形成碳原子的1个2s轨道上的电子进入2p空轨道 个2s轨道和个2p轨道 混合 起来 形成相同的4个 可表示为 1 一 杂化轨道及其理论要点 3 sp3杂化轨道 能量 2 共价键的形成碳原子的4个分别与四4个h原子的轨道重叠形成4个相同的键 3 ch4分子的空间构型甲烷分子中的4个c h是等同的 c h之间的夹角 键角是 形成正四面体型分子 sp3杂化轨道 1s 109 5 2 轨道杂化与杂化轨道 1 轨道的杂化 在外界条件影响下 原子内部能量的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化 2 杂化轨道 重新组合后的新的原子轨道 叫做 简称杂化轨道 3 轨道杂化的过程 相近 激发 杂化原子轨道 杂化 轨道重叠 杂化轨道理论要点 1 原子在成键时 同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道 2 参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数 3 杂化改变了原子轨道的形状 方向 杂化使原子的成键能力增大 例1下列关于杂化轨道的说法错误的是a 所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道b 同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化c 杂化轨道能量集中 有利于牢固成键d 杂化轨道中不一定有一个电子 答案 解析 解析参与杂化的原子轨道 其能量不能相差太大 如1s轨道与2s 2p轨道能量相差太大 不能形成杂化轨道 即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化 故a项错误 b项正确 杂化轨道的电子云一头大一头小 成键时利用大的一头 可使电子云重叠程度更大 形成牢固的化学键 故c项正确 并不是所有的杂化轨道中都会有电子 也可以是空轨道 也可以有一对孤电子对 如nh3 h2o 故d项正确 1 用杂化轨道理论解释becl2 bf3分子的形成 1 becl2分子的形成 二 用杂化轨道理论解释分子的形成及分子中的成键情况 杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠 形成2个 键 构成直线形的becl2分子 2 bf3分子的形成 2 用杂化轨道理论解释乙烯 乙炔分子中的成键情况 1 乙烯分子中的成键情况在乙烯分子中 c原子采取杂化 形成3个杂化轨道 两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠 形成1个c c 键 另外两个杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠 形成2个c h 键 这样形成的5个键在同一平面上 此外每个c原子还剩下1个未杂化的p轨道 它们发生重叠 形成一个 键 其结构示意图如下 sp2 2 乙炔分子中的成键情况在乙炔分子中 碳原子采取杂化 形成2个杂化轨道 两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠 形成1个c c 键 每一个碳原子又各以1个sp轨道分别与1个氢原子形成 键 这样形成的3个键在同一直线上 此外每个碳原子还有2个未杂化的2p轨道 它们发生重叠 形成两个键 其结构示意图如下 sp 杂化轨道的类型与分子空间构型的关系 特别提醒杂化轨道只能形成 键 不能形成 键 例2下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是 bf3 ch2 ch2 ch ch nh3 ch4a b c d 答案 解析 解析sp2杂化轨道形成夹角为120 的平面三角形 bf3为平面三角形且b f键夹角为120 c2h4中碳原子以sp2杂化 且未杂化的2p轨道形成 键 同 相似 乙炔中的碳原子为sp杂化 nh3中的氮原子为sp3杂化 ch4中的碳原子为sp3杂化 例3有关杂化轨道的说法不正确的是a 杂化前后的轨道数不变 但轨道的形状发生了改变b sp3 sp2 sp杂化轨道的夹角分别为109 5 120 180 c 杂化轨道既可形成 键 又可形成 键d 已知co2为直线形分子 其分子结构可以用sp杂化轨道解释 解析杂化前后的轨道数不变 杂化后 各个轨道尽可能分散 对称分布 导致轨道的形状发生了改变 a正确 sp3 sp2 sp杂化轨道其空间构型分别是正四面体型 平面三角形 直线形 所以其夹角分别为109 5 120 180 b正确 杂化轨道只能形成 键 c错误 直线形分子的键角为180 中心原子的杂化方式是sp d正确 答案 解析 1 由分子构型判断杂化类型 直线形 sp杂化 平面形 sp2杂化 四面体型 sp3杂化 2 由碳原子的饱和程度判断 饱和碳原子 sp3杂化 双键上的碳原子 sp2杂化 叁键上的碳原子 sp杂化 中心原子杂化类型的判断方法 方法规律 学习小结 达标检测 1 s轨道和p轨道杂化的类型不可能有a sp杂化b sp2杂化c sp3杂化d sp4杂化 答案 解析 解析p轨道只有3个方向不同的轨道px py pz 与1个s轨道可形成sp杂化如二氧化碳分子中碳原子 sp2杂化如bcl3中硼原子 最多形成sp3杂化如ccl4分子中碳原子 不可能有sp4出现 1 2 3 4 5 1 s轨道和p轨道杂化的类型不可能有a sp杂化b sp2杂化c sp3杂化d sp4杂化 2 下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是a 是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成b sp杂化轨道中的两个杂化轨道完全相同c sp杂化轨道可与其他原子轨道形成 键和 键d sp杂化轨道有两个 一个能量升高 另一个能量降低 但总能量保持不变 答案 解析 1 2 3 4 5 解析sp杂化轨道是同一原子内同一电子层内轨道发生的杂化 a项错误 不同类型能量相近的原子轨道混合起来 重新组合成一组新的轨道 所形成两个能量等同的sp杂化轨道 b项正确 d项错误 杂化轨道用于形成 键 未杂化的轨道形成 键 不是杂化轨道形成 键 c项错误 1 2 3 4 5 3 在乙炔分子中有3个 键 2个 键 它们分别是a sp杂化轨道形成 键 未杂化的2个2p轨道形成2个 键 且互相垂直b sp杂化轨道形成 键 未杂化的2个2p轨道形成2个 键 且互相平行c c h之间是sp杂化轨道形成的 键 c c之间是未参加杂化的2p轨道形成的 键d c c之间是sp杂化轨道形成的 键 c h之间是未参加杂化的2p轨道形成的 键 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 解析碳原子形成乙炔时 一个2s轨道和一个2p轨道杂化成两个sp轨道 另外的两个2p轨道保持不变 其中一个sp轨道与氢原子的1s轨道头碰头重叠形成c h 键 另一个sp轨道则与另一个碳原子的sp轨道头碰头重叠形成c c 键 碳原子剩下的两个p轨道则肩并肩重叠形成两个c c 键 且这两个 键相互垂直 4 在分子中 羰基碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为a sp2杂化 sp2杂化b sp3杂化 sp3杂化c sp2杂化 sp3杂化d sp杂化 sp3杂化 答案 解析 1 2 3 4 5 解析羰基上的碳原子共形成3个 键 为sp2杂化 两侧甲基中的碳原子共形成4个 键 为sp3杂化 5 石墨烯 图甲 是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料 石墨烯中部分碳原子被氧化后 其平面结构会发生改变 转化为氧化石墨烯 图乙 1 2 3 4 5 答案 解析 解析图甲中 1号c与相邻的3个c形成1个碳碳双键