杂化轨道理论简介ppt课件

1、杂化轨道实际简介杂化轨道实际简介分析思索：分析思索： 、写出、写出C原子电子排布的轨道表示式，并原子电子排布的轨道表示式，并由此推测：由此推测：CH分子的分子的C原子有没有能够原子有没有能够构成四个共价键？怎样才干构成四个共价构成四个共价键？怎样才干构成四个共价键？键？、假设、假设C原子就以个轨道和个轨道原子就以个轨道和个轨道上的单电子，分别与四个原子的轨道上的上的单电子，分别与四个原子的轨道上的单电子重叠成键，所构成的四个共价键能否完全单电子重叠成键，所构成的四个共价键能否完全一样？这与一样？这与CH分子的实践情况能否吻合？分子的实践情况能否吻合？如何才干使如何才干使CH分子中的分子中的C原

2、子与四个原子与四个H原子构成完原子构成完全等同的四个共价键呢？全等同的四个共价键呢？10928原子轨道？伸展方向？看看杂化轨道实际的解释：看看杂化轨道实际的解释： 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道混杂并重新组合成轨道混杂并重新组合成4个个能量与外形完全一样的轨道。能量与外形完全一样的轨道。 由于每个轨道中都含有由于每个轨道中都含有1/41/4的的s s轨道成分和轨道成分和3/43/4的的p p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3 sp3杂杂化轨道。化轨道。 为了四个杂化轨道在空间尽能够远离，为了四个杂化轨道在空间尽能够远离，使轨道间的排斥最小，使轨道

3、间的排斥最小，4 4个杂化轨道的伸展个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点。方向分别指向正四面体的四个顶点。 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就构成了四个性质、杂化轨道相互重叠后，就构成了四个性质、能量和键角都完全一样的能量和键角都完全一样的S-SP3键，构成一个正键，构成一个正四面体构型的分子。四面体构型的分子。 10928 经过以上的学习，以CH4为例，谈谈他对“杂化及“杂化轨道的了解。 C原子为什么要进展“杂化？ C原子是如何进展“杂化的？ “杂化轨道有哪些特点？ 经过分析CH2=CH2分子的构造，他以为分子中

4、的C原子能否也需求“杂化？它又应该进展怎样的“杂化？ 由由1个个s轨道和轨道和2个个p轨道混杂并重新组合成轨道混杂并重新组合成3个个能量与外形完全一样的轨道。能量与外形完全一样的轨道。 由于每个杂化轨道中都含有由于每个杂化轨道中都含有1/31/3的的s s轨道成分和轨道成分和2/32/3的的p p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为轨道成分，因此我们把这种轨道称之为sp2sp2杂化轨道。杂化轨道。sp2杂化轨道的构成和空间取向表示图杂化轨道的构成和空间取向表示图sp2sp2杂化轨道的构成和特点：杂化轨道的构成和特点： 由由1 1个个s s轨道与轨道与2 2个个p p轨道组合成轨道组合成3 3个个

5、sp2 sp2 杂化轨道的过程称为杂化轨道的过程称为sp2 sp2 杂化。每杂化。每个个sp2 sp2 杂化轨道中含有杂化轨道中含有1/31/3的的s s轨道成分和轨道成分和2/32/3的的p p轨道成分。轨道成分。 为使轨道间的排斥能最小，为使轨道间的排斥能最小，3 3个个sp2sp2杂化杂化轨道呈正三角形分布，夹角为轨道呈正三角形分布，夹角为12001200。当。当3 3个个sp2sp2杂化轨道分别与其他杂化轨道分别与其他3 3个一样原子的轨道个一样原子的轨道重叠成键后，就会构成平面三角形构型的分重叠成键后，就会构成平面三角形构型的分子。子。 根据以上对根据以上对SP2杂化过程的分析，本人

6、杂化过程的分析，本人尝试推测一下乙烯分子中尝试推测一下乙烯分子中C原子的杂化类型原子的杂化类型和成键情况，尤其是和成键情况，尤其是C=C的构成情况？的构成情况？ 如今他能否解释乙烯分子的构造和性质如今他能否解释乙烯分子的构造和性质特点了？特点了？ 由由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道混杂并重新组合成轨道混杂并重新组合成2个个能量与外形完全一样的轨道。能量与外形完全一样的轨道。 由于每个杂化轨道中都含有由于每个杂化轨道中都含有1/2的的s轨道成分和轨道成分和1/2的的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为轨道成分，因此我们把这种轨道称之为SP杂化轨道。杂化轨道。SP杂化轨道杂化轨道 sp sp杂化

7、轨道的构成及特点：杂化轨道的构成及特点： 由由1 1个个s s轨道和轨道和1 1个个p p轨道轨道“混杂成混杂成2 2个个spsp杂化轨杂化轨道的过程称为道的过程称为spsp杂化，所构成的轨道称为杂化，所构成的轨道称为spsp杂化轨道。杂化轨道。 为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为1800 1800 。当。当2 2个个spsp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就会杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就会构成直线型分子。构成直线型分子。 sp杂化轨道的构成和空间取向表示图杂化轨道的构成和空间取向表示图1、杂化轨道、杂化轨道 原子中能量相近的几个轨道间经过相互的

8、混原子中能量相近的几个轨道间经过相互的混杂后，构成一样数量的几个能量与外形都一样的杂后，构成一样数量的几个能量与外形都一样的新轨道。新轨道。2、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型 1SP3杂化轨道杂化轨道 2SP2杂化轨道杂化轨道 3SP杂化轨道杂化轨道杂杂 化化 类类 型型spspspsp2 2spsp3 3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道1 1个个 s + 1s + 1个个p p1 1个个s + 2s + 2个个p p1 1个个s + 3s + 3个个p p杂杂 化化 轨轨 道道 数数2 2个个spsp杂化轨道杂化轨道3 3个个spsp2 2杂化轨道杂化轨道4 4个个spsp3 3杂化轨道

9、杂化轨道杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角1801800 01201200 01091090 0 2828 空空 间间 构构 型型直直 线线正三角形正三角形正四面体正四面体实实 例例BeCl2 , C2H2BF3 , C2H4CH4 , CCl4三种三种SP杂化轨道的比较杂化轨道的比较 实例分析实例分析1： 试分析试分析BeCl2分子的构成和空间构型。分子的构成和空间构型。 Be Be原子的价层电子排布为原子的价层电子排布为2s2 2s2 。在构成。在构成BeCl2 BeCl2 分子的过程中，分子的过程中，BeBe原子的原子的1 1个个2s2s电子被激发到电子被激发到2p2p空空轨道，价层电子排布变

10、为为轨道，价层电子排布变为为2s1 2px1 2s1 2px1 。这。这2 2个含个含有单电子的有单电子的2s2s轨道和轨道和2px2px轨道进展轨道进展spsp杂化，组成夹杂化，组成夹角为角为1800 1800 的的2 2个能量一样的个能量一样的spsp杂化轨道，其构成杂化轨道，其构成过程可表示为：过程可表示为：实际分析：实际分析：Be原子上的两个原子上的两个SP杂化轨道分别与杂化轨道分别与2个个Cl原子中含有单电子的原子中含有单电子的3p轨道重叠，构成轨道重叠，构成2个个sp-p的的键，所以键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。分子的空间构型为直线。实验测定：实验测定：BeCl2分子中有

11、分子中有2个完全等同的个完全等同的Be-Cl键，键，键角为键角为1800 ，分子的空间构型为直线。，分子的空间构型为直线。实例分析实例分析2： 试阐明试阐明BF3分子的空间构型。分子的空间构型。 BF3分子的中心原子是分子的中心原子是B，其价层电子排布为，其价层电子排布为2s22px1 。在构成。在构成BF3分子的过程中，分子的过程中，B原子的原子的2s轨道上的轨道上的1个电子被激发到个电子被激发到2p空轨道，价层电子排空轨道，价层电子排布为布为2s12px12py1 ，1个个2s轨道和轨道和2个个2p轨道进展轨道进展sp2杂化，构成夹角均为杂化，构成夹角均为1200的的3个完全等同的个完全等

12、同的SP2杂化轨道。其构成过程可表示为：杂化轨道。其构成过程可表示为：实际分析：实际分析：B原子的三个原子的三个SP2杂化轨道分别与杂化轨道分别与3个个F原子含有单电子的原子含有单电子的2p轨道重叠，构成轨道重叠，构成3个个sp2-p的的键。故键。故BF3 分子的空间构型是平面三角形。分子的空间构型是平面三角形。实验测定：实验测定：BF3分子中有分子中有3个完全等同的个完全等同的B-F键，键，键角为键角为1200 ，分子的空间构型为平面三角形。，分子的空间构型为平面三角形。 实例分析实例分析3：试解释试解释CCl4分子的空间构型。分子的空间构型。 CCl4分子的中心原子是分子的中心原子是C，其

13、价层电子组态为，其价层电子组态为2s22px12py1。在构成。在构成CCl4分子的过程中，分子的过程中，C原子原子的的2s轨道上的轨道上的1个电子被激发到个电子被激发到2p空轨道，价层电空轨道，价层电子组态为子组态为2s12px12py12pz1，1个个2s轨道和轨道和3个个2p轨轨道进展道进展sp3杂化，构成夹角均为杂化，构成夹角均为109028的的4个完全个完全等同的等同的sp3杂化轨道。其构成过程可表示为杂化轨道。其构成过程可表示为实际分析：实际分析：C原子的原子的4个个sp3杂化轨道分别与杂化轨道分别与4个个Cl原子含有单电子的原子含有单电子的2p轨道重叠，构成轨道重叠，构成4个个sp3-p的的键。故键。故CCl4 分子的空间构型是正四面体分子的空间构型是正四面体.实验测定：实验测定：CCl4分子中有四个完全等同的分子中有四个完全等同的C-Cl键，键，其分子的空间构型为正四面体。其分子的空间构型为正四面体。 练习：练习： 用杂化轨道实际分析以下物质的杂化类型、用杂化轨道实际分析以下物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。成键情况和分子的空间构型。1CH2CH2