《分子的立体构型--杂化轨道理论》

第二节 分子的立体构型 第二课时 杂化轨道理论 类型 复习 1 从原子轨道角度共价键可分哪两种基本 键和 键 2 价层电子对互斥理论模型有哪些 活动 请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型C原子轨道排布图2p22s2 1s1 1s2H原子轨道排布图1 为什么碳原子与氢原子结合形成成CH4 而不是是CH2 依据价键理论 甲烷是4个C H 单键 而碳的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p和1个球形的2s 用它们和氢原子的1s形成共价键的角应该是90 而不是109 5 的四面体构型 为了解决这些矛盾 鲍林提出了杂化轨道理论 三 杂化理论简介 1 杂化理论提出背景及概述 在形成分子时 在外界条件影响下若干不同类型能量 相近的原子轨道混合起来 重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化 所形成的新轨道就称为杂化轨道 三 杂化理论简介 2 要点 1 参与杂化的各原子轨道能量要相近在同一能级组如ns和np或相近能级组如 n 1 d ns np的轨道 2 杂化前后原子轨道数目不变 参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目 但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向 在成键时更有利于轨道间的重叠 3 杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小 故在空间取最大夹角分布 不同的杂化轨道伸展方向不同 px22 没有单个电子Cl Cl Cl Be SP杂化 BeCl2分子的形 例1 成 Be原子 1s2s 2p 2p 2s sp 激发2ssp杂化 Cl 180 sp px sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z x y z x y z 180 sp杂化 1个s轨道与1个p轨道进行的杂化 形成2个sp杂化轨道 每个sp杂化轨道含有1 2s和1 2p轨道成分两个轨道间的夹角为180 呈直线型 120 F B SP2杂化 BF3分子的形 例2 成F B 1s22s22p1没有3个成单电子 激发 2s 2p 2p F2s sp2 sp2杂化 x y z x y z x y z x y z sp2杂化轨道的形成过程120 sp2杂化 1个s轨道与2个p轨道进行的杂化 形成3个sp2杂化轨道 每个sp2杂化轨道含有1 3s和2 3p轨道的成分每两个轨道间的夹角为120 呈平面三角形 sp3杂化 CH4分子的形 例3 成 激发 2s 2p 2p sp3杂化 sp3 C 2s22p22s sp3杂化轨道的形成过程 x y x y z x y z x y z z109 28 sp3杂化 1个s轨道与3个p轨道进行的杂化 形成4个sp3杂化轨道 每个sp3杂化轨道含有1 4s和3 4p轨道成分每两个轨道间的夹角为109 5 空间构型为正四面体型 三 杂化理论简介4 杂化轨道小结 杂化轨道spsp2sp3 每个轨道的成分1 2s 1 2p1 3s 2 3p1 4s 3 4p 5 轨道间夹角 键角 180 120 109 5 杂化轨道只能用于形成 键和容纳孤电子 对 所以 杂化轨道数 中心原子孤电子对数 中心原子结合的原子数 三 杂化理论简介 5 杂化类型判断 杂化类型的判断方法 先确定分子或 离子的VSEPR模型 然后就可以比较方 便地确定中心原子的杂化轨道类型 三 杂化理论简介 5 杂化类型判断 子A 与A 对于于ABm型分子或离子 其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等 正四面体三角 试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况 思考与交流 C2H4形成过程 sp2杂化轨道 C2H4形成过程 sp2杂化轨道 C2H4形成过程 sp2杂化轨道乙烯C2H4 CH2 CH2 C2H2的形成过程 sp杂化轨道 苯C6H6的形成过程 sp2杂化轨道 大 键 C6H6 sp2杂化 计算下列分子或离子中的价电子对数 并根据已学填写下表 思考与讨论 A CH4 B BF3 C CCl4 D H2S D SO3 巩固练习1 下列有关杂化轨道的说法不正确的是 D A 原子中能量相近的某些轨道 在成键时能重新组合成能量相等的新轨道B 轨道数在杂化前后一定是相等C 杂化轨道成键时 要满足原子轨道最大重叠原理 最小排斥原理D 杂化轨道只有SP SP2和SP3三种杂化方式2 下列分子中 空间构型呈平面三角形的是 B 3 下列分子中 键角最大的是 C A CH4B H2OC CO2 4 对SO2和CO2说法正确的是 A 都是直线形结构 B 中心原子都采取SP杂化轨道 C S原子和C原子上都没有孤对电子D SO2是V形结构 CO2是直线形结构 5 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 A CO2和SO2B CH4和NH3C BeCl2和BF3D C2H4和C2H2 C C2H4 D C3H8 A C6H6E CO2 B C2H2F 石墨 D B 6 下列分子中的碳原子采取sp2杂化的是 A C F 巩固练习 A C2H2 B CS2 C NH3 D C6H6 巩固练习7 下列判断正确的是 D A BF3是三角锥形分子B 铵根离子呈平面形结构C 甲烷分子中的4个C H键都是氢原子的1s轨道与碳子的p轨道形成的s p 键D 甲烷分子中的4个C H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的4个sp3杂化轨道重叠形成的 键8 下列分子中 所有原子不可能共处在同一平面上的是 C A 直线形sp杂化C 三角锥形sp2杂化 B 三角形sp2杂化D 三角锥形SP3杂化 A sp B sp2 C sp3 D 无法判断 巩固练习9 根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为 D 10 原子轨道的杂化不但出现在分子中 原子团中同样存在