杂化轨道理论公开课

关于杂化轨道理论公开课第1页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五中心原子分子类型中心原子结合的原子数代表物空间构型无孤对电子AB22CO2AB33CH2OAB44CH4有孤对电子AB22H2OAB33NH3直线形平面三角形正四面体V形三角锥形二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)一、形形色色的分子复习回顾第2页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五3.如果C原子就以１个２s轨道和３个２p轨道上的单电子，分别与四个Ｈ原子的１s轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与CH４分子的实际情况是否吻合？思考与交流1.回忆：CH４分子中C原子形成几个共价键？分子空间构型怎样？2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测：CH４分子的C原子怎样才能形成四个共价键？第3页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五键长、键能相同，键角相同为109°28′2s2px2py2pz第4页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论三、杂化轨道理论简介2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态激发杂化第5页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五sp3

杂化第6页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3σ键，形成一个正四面体构型的分子。109°28’第7页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

在形成分子时，由于原子的相互影响，同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道

这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的“杂化”（混合平均化）

1.杂化轨道概念三、杂化轨道理论简介第8页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五180°实验测得:两个共价键，直线形分子（键角180°）

Cl—Be—Cl

探究1：BeCl2分子的形成

Be原子价电子排布式：2s2

没有未成对电子ClClBe3杂化类型（1）sp杂化第9页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五一个2s和一个2p轨道杂化,形成2个sp杂化轨道第10页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小；含有1/2s

轨道和1/2p

轨道的成分；两个轨道间的夹角为180°，呈直线型。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。BeCl2分子的形成第11页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180°

。

sp杂化轨道的形成和空间取向示意图第12页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五乙炔(C2H2)分子形成2s2pC的基态激发2s2p激发态杂化↑↑sp↑↑2p2pCO2分子怎样形成的?第13页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角120°）。B原子价电子排布式：2s22p1，有一个未成对电子120°FFFB

探究2：BF3

分子的形成

（2）sp2杂化第14页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

1个2s轨道与2个2p轨道进行的杂化,形成3个sp2杂化轨道。第15页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/3s

轨道和2/3p

轨道的成分,每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形

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。第16页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五乙烯（C2H4）分子的形成激发2s2p激发态2s2pC的基态杂化↑↑↑sp2

↑

2p第17页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

（3）sp3杂化

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杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/4s

轨道和3/4p

轨道的成分每两个轨道间的夹角为109°28′，正四面体形CH4分子的形成第18页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五NH3的空间构型第19页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五不等性杂化第20页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五的空间构型第21页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五第22页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五大π键（离域键）C6H6第23页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五第24页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道

杂化轨道数

杂化轨道间夹角

空

间

构

型

实

例

3.三种sp杂化轨道类型的比较1个s+2个p1个s+1个p1个s+3个p2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道180°120°109°28′直线形平面三角形正四面体形BeCl2

BF3

CH4

第25页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五

杂化轨道数=中心原子价层电子对数=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数0+2=2sp直线形0+3=3sp2平面三角形1+2=3sp2

V形0+4=4sp3正四体形1+3=4sp3三角锥形2+2=4sp3V形代表物价层电子对数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OSO2CH4NH3H2O4.中心原子杂化类型判断的一般方法第26页，共28页，2022年，5月20日，1点21分，星期五知识小结三、杂化轨道理论简介

1.杂化轨道概念

2.杂化轨道理论的要点

3.三种sp杂化轨道类型的比较

sp杂化轨道—直线形，夹角180°2个

sp2杂化轨道—平面三角形，夹角120°