物质结构基础-杂化轨道理论（应用化学课件）

sp3杂化、等性杂化和不等性杂化sp3杂化

1.定义：同一原子由1个ns轨道和3个np轨道混杂，形成4个等同的杂化轨道的过程，称sp3杂化。例如CH4，正四面体构型，键角109˚28′，C：1s22s22p2

2.杂化轨道成分：每个轨道分别含有1/4的s成分和3/4的p成分。4.常见分子：CH4、CCl4、CF4、SiH4、SiCl4、GeCl4等。3.sp3杂化分子的几何构型----正四面体CH4的形成

2.不等性杂化：由于有孤对电子的存在，中心原子经sp3杂化后，形成4个不完全等同的杂化轨道，即为不等性杂化。例如NH3,H2O分子等。1.等性杂化：以上所讲的sp、sp2、sp3三种杂化轨道类型中，每种类型形成的各个杂化轨道的形状和能量完全相同，所含s轨道和p轨道的成分也相等，故这类杂化被称为等性杂化。10445’NH3分子H2O分子等性杂化和不等性杂化2.不等性杂化

如NH3分子,实测三角锥型，键角107°18′，N：1s22s22p3其中3个杂化轨道中各有1个成单电子，第4个杂化轨道则被成对电子所占有。由于成对电子没有参与成键，则离核较近，对另外三个杂化轨道有排斥作用，因此键角107°18′小于正四面体的109˚28′，结构为三角锥型。NH3分子形成NH3分子三角锥型小结：1、sp3杂化及其分子构型2、等性杂化和不等性杂化杂化类型与分子几何构型sp杂化、sp2杂化

sp杂化1.定义：同一原子的1个s轨道和1个p轨道之间进行的杂化，形成2个等价的sp杂化轨道。

以BeCl2为例说明。Be：1s22s2

杂化类型与分子几何构型Cl--Be--Cl2.杂化轨道成分：每个杂化轨道分别含有1/2的s成分和1/2的p成分。介绍由s轨道和p轨道参与杂化的三种方式，即sp，sp2，sp3杂化以及等性杂化和不等性杂化。气态BeCl2是一个直线形分子，键角180°，两个Cl-Be键的键长和键能都相等。3.sp杂化分子的几何构型----直线形4.常见分子：BeCl2、HgCl2

，CO2等。sp杂化分子的形成

sp2杂化

1.定义：同一原子的1个ns轨道和2个np轨道杂化形成3个等同的杂化轨道的过程。

例如：BF3

平面正三角形

B：1s22s22p1

2.杂化轨道成分：每个杂化轨道分别含有1/3的s成分和2/3的p成分。sp2杂化轨道间的夹角为120˚，3个杂化轨道指向正三角形的3个顶点。3个F原子与B原子形成3个σ键。BF3为平面正三角形的几何构型，B原子位于中心。3.sp2杂化分子的几何构型----平面正三角形120B4.常见分子：BF3、NO3-

、BCl3等。

BF3分子的形成

小结：

1.sp杂化及其分子几何构型

2.sp2杂化及其分子几何构型杂化轨道理论小结杂化类型spsp2sp3杂化轨道构型直线形平面正三角形四面体形杂化轨道中孤电子对数０００１２分子几何构型直线形平面正三角形正四面体三角锥V形实例BeCl2CO2BF3SO3CH4、CCl4SiH4NH3H2O键角180˚120˚109˚28’107˚18’104˚45’sp杂化、sp2杂化、sp3杂化练习：请用杂化轨道理论解释：BF3分子的几何构型是平面正三角形，但NF3分子的几何构型却是三角锥型。

解答：

BF3B：1s22s22p1sp2等性杂化NF3

N：1s22s22p3sp2不等性杂化

讨论解释H2O的分子构型为V形解答：H2O分子，V形，键角104˚45′，O：2s22p4

H2O为两对孤电子对，对成键电子对的排斥，键角被压得更小，故为104˚45′。10445’H2O分子形成H2O分子V形杂化轨道理论概述价键理论的局限性

不能很好地说明多原子分子的价键形成和几何构型。

如CH4C原子的电子排布是1s22s22p2，p轨道上只有2个未成对电子。按照价键理论，与H原子只能形成2个C—H键。实际上形成四个C－H键′正四面体形杂化轨道理论鲍林引入杂化轨道概念，形成杂化轨道理论杂化轨道理论要点1、某原子成键时，在键合原子的作用下，原子的运动状态有可能发生变化，主要有两个方面:①电子激发；将其价电子层成对电子中的1个电子激发到邻近的空轨道上。

②价层中能级相近的原子轨道“混杂”起来并重新组成一组新的轨道（称杂化轨道），这一过程称轨道的杂化。CH4分子C：1s22s22p2

2.同一原子中能级相近的n个原子轨道，杂