人教版选修3 第二章 第二节 第2课时 杂化轨道理论 课件（32张）.pptx

第2课时杂化轨道理论 第二章第二节分子的立体构型 目标定位知道杂化轨道理论的基本内容 能根据杂化轨道理论确定简单分子的立体构型 内容索引 新知导学 新知探究点点落实 达标检测 当堂检测巩固反馈 新知导学 一 杂化轨道理论 1 杂化轨道及其理论要点 1 阅读教材内容 并讨论甲烷分子中四个c h键的键能 键长 为什么都完全相同 答案在形成ch4分子时 碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂 形成四个能量相等的sp3杂化轨道 四个sp3杂化轨道分别与四个h原子的1s轨道重叠成键形成ch4分子 所以四个c h键是等同的 可表示为 2 由以上分析可知 在外界条件影响下 原子内部能量的原子轨道 的过程叫做原子轨道的杂化 的新的原子轨道 叫做 简称 轨道杂化的过程 3 杂化轨道理论要点 原子在成键时 同一原子中的原子轨道可重新组合成杂化轨道 参与杂化的原子轨道数形成的杂化轨道数 杂化改变了原子轨道的 杂化使原子的成键能力 相近 重新组合形成一组新 轨道 重新组合后 杂化 原子轨道 杂化轨道 激发 杂化 轨道重叠 能量相近 等于 形状 方向 增加 2 杂化轨道类型和立体构型 1 sp杂化 becl2分子的形成 becl2分子的形成 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 sp杂化 sp杂化轨道是由轨道和轨道杂化而得 sp杂化轨道间的夹角为 呈形 如becl2 sp杂化后 未参与杂化的两个np轨道可以用于形成 键 如乙炔分子中的c c键的形成 一个ns 一个np 180 直线 2 sp2杂化 bf3分子的形成 bf3分子的形成 sp2杂化 sp2杂化轨道是由轨道和轨道杂化而得 sp2杂化轨道间的夹角为 呈形 如bf3 sp2杂化后 未参与杂化的一个np轨道可以用于形成 键 如乙烯分子中的c c键的形成 一个ns 两个np 120 平面三角 sp3杂化 sp3杂化轨道是由轨道和轨道杂化而得 sp3杂化轨道的夹角为 呈空间形 如ch4 cf4 ccl4 3 sp3杂化 ch4分子的形成 ch4分子的立体构型 一个ns 三个np 109 28 正四面体 杂化类型与分子的立体构型 1 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 28 120 180 c 四面体形 三角锥形 v形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释d 杂化轨道全部参与形成化学键 答案 解析 解析杂化轨道用于形成 键和容纳孤电子对 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 2 下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是 bf3 ch2 ch2 ch ch nh3 ch4 a b c d 答案 解析 二 杂化类型及分子构型的判断 1 杂化类型的判断方法杂化轨道只能用于形成 键或者用来容纳孤电子对 而两个原子之间只能形成一个 键 故有下列关系 杂化轨道数 中心原子结合的原子数 再由杂化轨道数判断杂化类型 中心原子孤电子对数 2 杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型vsepr模型和杂化轨道的立体构型是一致的 略去vsepr模型中的孤电子对 就是分子 或离子 的立体构型 杂化类型的判断方法 1 利用价层电子对互斥理论 杂化轨道理论判断分子构型的思路 价层电子对杂化轨道数杂化类型杂化轨道构型 2 根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109 28 则中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道之间的夹角为120 则中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道之间的夹角为180 则中心原子发生sp杂化 3 有机物中碳原子杂化类型的判断 饱和碳原子采取sp3杂化 连接双键的碳原子采取sp2杂化 连接三键的碳原子采取sp杂化 3 计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数 判断中心原子的杂化轨道类型 写出vsepr模型名称 1 cs2 2 nh 3 h2o 4 pcl3 5 bcl3 答案 2 4 4 4 3 sp 直线形 sp3 正四面体形 sp3 四面体形 sp3 四面体形 sp2 平面三角形 采取sp3杂化的分子是 4 碳原子有4个价电子 在有机化合物中价电子均参与成键 但杂化方式不一定相同 在乙烷 乙烯 乙炔 苯 甲醛分子中 碳原子采取sp杂化的分子是 写结构简式 下同 采取sp2杂化的分子是 答案 解析 ch ch ch2 ch2 hcho ch3ch3 解析采取sp杂化的分子呈直线形 采取sp2杂化的呈平面形 采取sp3杂化的呈四面体形 学习小结 达标检测 1 下列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立体构型都是正四面体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 其中心原子a均采用sp3杂化轨道成键 1 2 3 4 5 答案 解析 6 解析中心原子采取sp3杂化 轨道形状是正四面体 但如果中心原子还有孤电子对 分子的立体构型则不是正四面体 ch4分子中的sp3杂化轨道是c原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化而成的 ab3型的共价化合物 a原子可能采取sp2杂化或sp3杂化 1 2 3 4 5 6 2 能正确表示ch4中碳原子的成键方式的示意图为 1 2 3 4 5 答案 解析 解析碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道 因此碳原子4个价电子分占在4个sp3杂化轨道上 且自旋状态相同 6 3 原子轨道的杂化不但出现在分子中 原子团中同样存在原子轨道的杂化 在中s原子的杂化方式为a spb sp2c sp3d 无法判断 1 2 3 4 5 答案 解析 解析在中s原子的孤电子对数为0 与其相连的原子数为4 所以根据杂化轨道理论可推知中心原子s的杂化方式为sp3杂化 立体构型为正四面体形 类似于ch4 6 4 在so2分子中 分子的立体构型为v形 s原子采用sp2杂化 那么so2的键角a 等于120 b 大于120 c 小于120 d 等于180 1 2 3 4 5 答案 解析 解析由于so2分子的vsepr模型为平面三角形 从理论上讲其键角应为120 但是由于so2分子中的s原子有一对孤电子对 对其他的两个化学键存在排斥作用 因此分子中的键角要小于120 6 5 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 1 2 3 4 5 答案 解析 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 6 6 中 中心原子cl都是以sp3杂化轨道方式与o原子成键