202X版高中化学专题4分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质第1课时苏教版选修3

1、第1课时杂化轨道理论与分子空间构型专题4第一单元分子构型与物质的性质学习目标定位知道共价分子构造的多样性和复杂性，能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间构造。新知导学达标检测内容索引新知导学新知导学1.试解释CH4分子为什么具有正四面体的空间构型？(1)杂化轨道的形成碳原子的1个2s轨道上的电子进入2p空轨道， 个2s轨道和 个2p轨道“混合起来，形成 一样的4个 ，可表示为1一、杂化轨道及其理论要点3sp3杂化轨道能量(2)共价键的形成碳原子的4个 分别与四4个H原子的 轨道重叠形成4个一样的 键。(3)CH4分子的空间构型甲烷分子中的4个CH是等同的，CH之间的夹角键角是 ，形成正

2、四面体型分子。sp3杂化轨道1s109.52.轨道杂化与杂化轨道(1) 轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量 的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化。(2)杂化轨道：重新组合后的新的原子轨道，叫做 ，简称杂化轨道。(3)轨道杂化的过程： 。相近激发杂化原子轨道杂化轨道重叠杂化轨道理论要点杂化轨道理论要点(1)原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。(3)杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增大。归纳总结归纳总结例例1以下关于杂化轨道的说法错误的选项是以下关于杂化轨道的说法错误的选项是

3、 A.所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C.杂化轨道能量集中，有利于结实成键杂化轨道能量集中，有利于结实成键D.杂化轨道中不一定有一个电子杂化轨道中不一定有一个电子答案解析解析参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如解析参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故能参与杂化，故A项错误，项错误，B项正确；项正确；杂化轨道的电

4、子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成结实的化学键，故叠程度更大，形成结实的化学键，故C项正确；项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对孤电子对(如如NH3、H2O)，故，故D项正确。项正确。1.用杂化轨道理论解释用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成分子的形成(1)BeCl2分子的形成二、用杂化轨道理论解释分子的形成及分子中的成键情况杂化后的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

5、键，构成直线形的BeCl2分子。相关视频(2)BF3分子的形成相关视频2.用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔分子中的成键情况用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔分子中的成键情况(1)乙烯分子中的成键情况乙烯分子中的成键情况在乙烯分子中，在乙烯分子中，C原子采取原子采取 杂化，形成杂化，形成3个杂化轨道，两个碳原子各个杂化轨道，两个碳原子各以以1个杂化轨道互相重叠，形成个杂化轨道互相重叠，形成1个个CC 键，另外两个杂化轨道分别与键，另外两个杂化轨道分别与氢原子的氢原子的1s轨道重叠，形成轨道重叠，形成2个个CH 键，这样形成的键，这样形成的5个键在同一平面个键在同一平面上，此外每个上，此外每个C原子还剩下原

6、子还剩下1个未杂化的个未杂化的p轨道，它们发生重叠，形成一轨道，它们发生重叠，形成一个个键。其构造示意图如下：键。其构造示意图如下：sp2(2)乙炔分子中的成键情况在乙炔分子中，碳原子采取 杂化，形成2个杂化轨道，两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠，形成1个CC 键，每一个碳原子又各以1个sp轨道分别与1个氢原子形成键，这样形成的3个键在同一直线上，此外每个碳原子还有2个未杂化的2p轨道，它们发生重叠，形成两个 键。其构造示意图如下：sp归纳总结归纳总结杂化轨道的类型与分子空间构型的关系杂化轨道的类型与分子空间构型的关系杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目ns111np123杂化轨

7、道数目234杂化轨道间的夹角180120109.5空间构型直线形平面三角形正四面体实例BeCl2、CO2、CS2BCl3、BF3、BBr3CF4、SiCl4、SiH4特别提醒特别提醒杂化轨道只能形成键，不能形成键。例例2以下分子的空间构型可用以下分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是杂化轨道来解释的是 BF3CH2=CH2 CHCH NH3CH4A. B.C. D.=答案解析解析解析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BF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

8、中的碳原子为sp3杂化。例例3有关杂化轨道的说法不正确的选项是有关杂化轨道的说法不正确的选项是 A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变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杂化轨道的夹角分别为109.5、120、180C.杂化轨道既可形成杂化轨道既可形成键，又可形成键，又可形成键键D.CO2为直线形分子，其分子构造可以用为直线形分子，其分子构造可以用sp杂化轨道解释杂化轨道解释解析解析杂化前后的轨道数不变，杂化后，各个轨道尽可能分散、对称分布，导致轨道的形状发生了改变， A正确； sp3、sp2、sp杂化轨道其空间构型分别是正四面体型

9、、平面三角形、直线形，所以其夹角分别为109.5、120、180，B正确；杂化轨道只能形成键，C错误；直线形分子的键角为180，中心原子的杂化方式是sp, D正确。答案解析(1)由分子构型判断杂化类型直线形sp杂化平面形sp2杂化四面体型sp3杂化(2)由碳原子的饱和程度判断饱和碳原子sp3杂化双键上的碳原子sp2杂化叁键上的碳原子sp杂化中心原子杂化类型的判断方法方法规律方法规律学习小结达标检测达标检测1.s轨道和p轨道杂化的类型不可能有 A.sp杂化 B.sp2杂化C.sp3杂化 D.sp4杂化答案解析解析解析p轨道只有3个方向不同的轨道px、py、pz，与1个s轨道可形成sp杂化如二氧化

10、碳分子中碳原子，sp2杂化如BCl3中硼原子，最多形成sp3杂化如CCl4分子中碳原子，不可能有sp4出现。123451.s轨道和p轨道杂化的类型不可能有 A.sp杂化 B.sp2杂化C.sp3杂化 D.sp4杂化2.以下有关sp杂化轨道的表达正确的选项是 A.是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成B.sp杂化轨道中的两个杂化轨道完全一样C.sp杂化轨道可与其他原子轨道形成键和键D.sp杂化轨道有两个，一个能量升高，另一个能量降低，但总能量保持 不变答案解析12345解析解析sp杂化轨道是同一原子内同一电子层内轨道发生的杂化，A项错误；不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新的

11、轨道，所形成两个能量等同的sp杂化轨道，B项正确，D项错误；杂化轨道用于形成键，未杂化的轨道形成键，不是杂化轨道形成键，C项错误。123453.在乙炔分子中有3个键、2个键，它们分别是 A.sp杂化轨道形成键、未杂化的2个2p轨道形成2个键，且互相垂直B.sp杂化轨道形成键、未杂化的2个2p轨道形成2个键，且互相平行C.CH之间是sp杂化轨道形成的键，CC之间是未参加杂化的2p轨 道形成的键D.CC之间是sp杂化轨道形成的键，CH之间是未参加杂化的2p轨 道形成的键答案解析1234512345解析碳原子形成乙炔时，一个解析碳原子形成乙炔时，一个2s轨道和一个轨道和一个2p轨道杂化成两个轨道杂化

12、成两个sp轨轨道，另外的两个道，另外的两个2p轨道保持不变，其中一个轨道保持不变，其中一个sp轨道与氢原子的轨道与氢原子的1s轨道轨道头碰头重叠形成头碰头重叠形成CH 键，另一个键，另一个sp轨道那么与另一个碳原子的轨道那么与另一个碳原子的sp轨道头碰头重叠形成轨道头碰头重叠形成CC 键，碳原子剩下的两个键，碳原子剩下的两个p轨道那么肩并肩轨道那么肩并肩重叠形成两个重叠形成两个CC 键，且这两个键，且这两个键相互垂直。键相互垂直。4.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杂化答案解析12345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。5.石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面构造新型材料，石墨烯中局部碳原子被氧化后，其平面构造会发生改变，转化为氧化石墨