高中化学杂化轨道PPT学习教案

1、会计学1高中化学杂化轨道高中化学杂化轨道2s 2px 2py 2pzH原子轨道：1s第1页/共26页思考：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。这是为什么呢？第2页/共26页鲍林在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足。第3页/共26页激发s2p2p2s2杂化3

2、spsp3CH4分子（sp3杂化）三、杂化轨道理论第4页/共26页1、基本要点：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。2、特点：杂化前后轨道数目不变 杂化后的轨道能量相同，形状相同 （电子云一头大，一头小）主族元素的ns、np轨道，过渡元素ns、np、（n-1）d轨道第5页/共26页第6页/共26页 同一个原子的1个 ns 轨道与3个 np 轨道进行杂化组合为 4个sp3 杂化轨道 (含1/4原s轨道成份和3/4原p轨道成份)。 sp3 杂化轨道间的夹角是 ：10928，杂化轨道空间

3、构型：正四面体形。1、sp3 杂化第7页/共26页C2H4(sp2杂化）第8页/共26页2、sp2 杂化平面正三角形120 同一原子中 s轨道与 p轨道杂化形成 sp2杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是：杂化轨道空间构型：1个 2个3个第9页/共26页+例：5B 2p 2p 2s Sp2 sp2杂化BF3第10页/共26页第11页/共26页3、sp杂化：同一原子中 s轨道与 p轨道杂化形成 sp杂化轨道。sp杂化轨道夹角为：杂化轨道空间构型：直线形1801个1个2个第12页/共26页2S6Csp杂化2Pspppsp杂化例： 4Be 2p 2p 2s 两个SP杂化轨道BeCl2第13页/共26

4、页4.sp3d杂化：由中心原子的一个 s 轨道、三个 p 轨道和一个d轨道杂化组合成五个新的 sp3d 杂化轨道。 杂化轨道夹角：90、 120杂化轨道空间构型：三角双锥如：PCl5中的磷原子第14页/共26页5.sp3d2杂化：由中心原子的一个 s 轨道、三个 p 轨道和两个d轨道杂化组合成六个新的 sp3d2 杂化轨道。 杂化轨道夹角：90杂化轨道空间构型：正八面体如：SF6中的硫原子第15页/共26页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+ps+(2)ps+(3)p243 180 120四面体2BeCl3PH4CH3BF4SiCl3BCl3NHSH2OH2234

5、spsp2sp3杂化轨道间的夹角直线形平面三角形三角锥V型109.5 第16页/共26页 计算中心原子价电子对杂化轨道数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数=价电子对数第17页/共26页结合上述信息完成下表：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未成键孤对电子0+2=2SP直线形0平面三角形0+3=3SP200+4=4SP3正四面体形0平面形0+3=3SP2000+2=2SP直线形1+3=4SP3三角锥形1V形2+2=4SP32化学式杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4C2H4中心原子孤对电子对数C2H2NH3H2O杂化轨道数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数=中心原子的价电

6、子对数第18页/共26页含C元素的化合物通过看中心原子C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：CO2 C2H2 HCN 如果有1个双键和2个单键则其中必有1个键，用去1个P轨道，形成的是SP2杂化； 如：C2H4 CH2O 如果有4个单键，则形成SP3杂化。 如: CH4 C2H6第19页/共26页试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况第20页/共26页 C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂

7、化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。第21页/共26页 C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。第22页/共26页第23页/共26页1.下列分子中中心原子的杂化轨道类型与其他三个都不一样的是（ ）A.HCN B.CO2 C.BeCl2 D.PCl32、用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（ ）A、C原子的四个杂化轨道的能量一样B、C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C、C原子的4个价电子分别占据