选修3第二章第二节杂化轨道.ppt

第二节分子的立体结构（第二课时）,复习回顾如何确定分子的立体构型,1）先确定中心原子的价层电子对数价层电子对数=键电子对数+中心原子上的孤电子对数2）确定含孤电子对的VSEPR模型的立体结构价层电子对数n与VSEPR模型的立体结构的关系n=2n=3n=4n=5n=6直线型平面三角形四面体三角双锥体八面体3）略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，便得到了实际的立体结构,？,ABn型分子的VSEPR模型和立体结构,2,3,平面三角形,20AB2,直线形CO2,30AB3,21AB2,价,层,电,子,对,数,平面三角形BF3,V形,SO2,小结:,方式,4,四面体,40AB4,31AB3,22AB2,正四面体CH4,三角锥形NH3,V形,H2O,思考：价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个C-H的键长、键能相同及H-C-H的键角为10928。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C-H单键都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。,？,三、杂化理论：1.在形成分子时，每一原子中能量相近的“轨道”会发生重组，形成新的原子轨道，这个过程称“杂化”，新的原子轨道称“杂化轨道”。2.杂化前后原子“轨道”总数不变，但能量趋于平均化，“杂化轨道”的对称性更高，杂化后轨道伸展方向，形状发生改变，更有利于成键。3.原子可用“杂化轨道”与其它原子的轨道（或“杂化轨道”）重叠形成共价键。注：杂化轨道只能用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤对电子；,为了补充了价键理论的不足，鲍林(Pauling)在价键理论基础上提出了“杂化”假设。,新知识,（2）要点：,1个S轨道和3个P轨道,基态原子,激发态原子,4个相同的SP3杂化轨道,混杂,学习价层电子互斥理论知道:NH3和H2O的VSEPR模型和甲烷分子一样,也是正四面体的,因此它们的中心原子也是sp3杂化的.所不同的是，水分子的氧原子的sp3杂化轨道有2个孤电子对占据的，而氨分子的氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据。,除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得。,1）sp杂化,乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。,两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成CC键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个CH键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的CC键，形成乙炔分子。,2）空间结构是直线型：三个键在一条直线上。,三.sp2杂化,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,例：,BF3分子形成,Cl,乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道未参与杂化，只是的s与两个p轨道发生杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。杂化轨道间夹角为120。,的sp2杂化,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,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,杂化类型,参加杂化的轨道,杂化轨道数,分子空间构型,实例,价层电子对数,s+p,s+(2)p,s+(3)p,2,4,3,四面体,2,3,4,sp,sp2,sp3,小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型,杂化轨道间的夹角,直线形,平面三角形,三角锥,V型,109.5,判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：,1.对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数=价层电子数=键电子对数（中心原子结合的电子数）+孤电子对数规律：当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型为SP3杂化，当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为SP2杂化，当中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型为SP杂化。,2.通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。规律：如果有1个三键或两个双键，则其中有2个键，用去2个P轨道，形成的是SP杂化；如果有1个双键则其中必有1个键，用去1个P轨道，形成的是SP2杂化；如果全部是单键，则形成SP3杂化。,练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？,C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子的一个P轨道形成两个键；C原子剩余的两个P轨道分别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个键。,2H2O,O原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道，其中的两个分别与两个H原子的S轨道形成两个键；O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电子占据。,例1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()ACO2与SO2BCH4与NH