4.1.2分子的空间结构(2)杂化轨道理论高二化学课件（2019选择性必修2）-副本

CHEMISTRY杂化轨道理论选修二·专题四学习目标结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型（sp3、sp2、sp）能运用杂化轨道理认解释简单共价分子和离子的空间结构。学习重难点本节重点本节难点用杂化轨道理论解释分子的空间结构用杂化轨道理论解释含有孤电子对的分子的空间结构01杂化轨道理论温故知新尝试写出甲烷的电子式，以及碳的价电子排布式，思考为什么甲烷是正四面体结构而不是平面结构？109°28′C:2S22P2呈正四面体结构,键长相同，键角相等杂化轨道理论莱纳斯·卡尔·鲍林在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的、能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。为了解释分子的空间结构，1931年鲍林提出了杂化轨道理论。一、sp3杂化——甲烷C原子2s22p2H原子↑s1s1sp3杂化跃迁↑↓sppp↑↑基态↑sppp↑↑↑激发态sp3↑↑↑↑杂化轨道形成σ键能量相等、成分相同2个C-H相互垂直键角为90°4个C-H，键角为109°28′价电子对：4对σ键1.sp3杂化：1个s轨道+3个p轨道一、sp3杂化——甲烷s109°28′sp3杂化能量相等、成分相同1.sp3杂化：1个s轨道+3个p轨道H原子↑s1s1↑s3个N-H，键角为107°18′N原子↑↓sppp↑↑↑2s22p3基态sp3↑↓↑↑↑杂化轨道例1.怎么用杂化轨道理论解释NH3的空间结构呢？孤电子对杂化形成σ键理解应用价电子对：1对孤电子对+3对σ键1.sp3杂化：4个轨道例2.怎么用杂化轨道理论解释H2O的空间结构呢？理解应用H原子↑s1s1sp3杂化↑s2个O-H，键角为104°30′O原子↑↓sppp↑↓↑↑2s22p4基态sp3↑↓↑↓↑↑杂化轨道孤电子对形成σ键价电子对：1对孤电子对+2对σ键1.sp3杂化：4个轨道知识小结物质杂化类型杂化轨道数价电子对CH4NH3H2O4对4对4对SP3杂化轨道与价电子对的关系杂化轨道类型与价电子对数相等1s+3p=4二、sp2杂化——BF3例3.请同学们分析BF3的中心原子杂化方式。3个B-F，键角为120°B原子↑↓sppp↑2s22p1基态形成σ键杂化sp2↑↑↑杂化轨道pF原子2s22p5↑↓sppp↑↓↑↓↑↑↓sppp↑↓↑↓↓未杂化轨道价电子对：3对σ键2.sp2杂化：1个s轨道+2个p轨道二、sp2杂化——BF3ssp2杂化120°120°120°2.sp2杂化：1个s轨道+2个p轨道二、sp杂化——BeCl2例4、请同学们分析BeCl2的中心原子杂化方式。不能形成Be-Cl2个Be-Cl，键角为180°Be原子↑↓sppp2s2基态sp↑↑杂化轨道形成σ键sp杂化Cl原子3s23p5↑↓sppp↑↓↑↓↑↑↓sppp↑↓↑↓↑pp未杂化轨道3.sp杂化：1个s轨道+1个p轨道价电子对：2对σ键二、sp杂化——BeCl2180℃ssp杂化3.sp杂化：1个s轨道+1个p轨道请同学们分析sp杂化(sp3杂化、sp2杂化、sp杂化)中原子轨道杂化前后的变与不变，并归纳整理。spppsp3能量、形状不同伸展方向不同成键结合力不同排斥力大能量、形状相同伸展方向不同成键结合力相同，且增强排斥力最小轨道数不变在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合成具有不同空间分布特点的新的杂化轨道，使得分子呈现不同的空间结构。杂化轨道只能用于形成σ键(或者容纳孤电子对)，形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。思考讨论练习1.回顾所学内容，判断下列语句正误。(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子。(

)(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。(

)(3)只有能量相近的轨道才能杂化。(

)(4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键。(

)(5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。未参与杂化的p轨道可用于形成π键。(

)理解应用请用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况。杂化轨道类型的判断方法1.根据杂化轨道数目确定。杂化轨道数=3.C原子杂化轨道数目确定。①4个σ键是sp3杂化。②3个σ键是sp2杂化。③2个σ键是sp杂化。2.根据价电子对数确定。4.根据键线式确定5.根据等离子体确定02等电子体1.等电子体具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，性质相近2.等电子体原理CONN结构性质决定反映原子总数价电子数空间结构键能KJ/mol熔点℃沸点℃溶解度25℃CO210直线形1071.1-205-1912.3mlN2210直线形946-210-1951.6ml1个σ键和2个π键二、等电子体原理等电子体书写规律N2SO2NH3O3NO2-CN-COC22-H3O+PH3NO+CO2CS2NO2+N2O1.同族元素互换2.相邻元素左右移3.电子电荷相互换二、等电子体原理常见等电子体CON22个原子价电子总数103个原子价电子总数163个原子价电子总数184个原子价电子总数245个原子价电子总数32平面三角直线型V型CO2

CS2SO2O3SO3

BF3

CCl4

SiF4CN–

NO+

C22–NO2+

N3–NO2–CO32–NO3–SO42–PO43–正四面体核外电子总数不一定相同；等电子体可以拓展到离子。3.等电子原理应用：可以判断一些简单分子或离子的立体结构。要点类型判断方法杂化轨道理论轨道数不变能量相近成键力增强排斥力最小

sp、sp2、sp3

VSEPR模型杂化轨道数目键角

C原子杂化类型作业布置《课时作业》P131~133基础题组：6、7能力题组：8、10、1303习题研究分子或离子孤电子对数价电子对数VSEPR理想模型VSEPR理想模型名称分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构名称CO20SO21CO32-0NH4+02334直线形平面三角形平面三角形正四面体形直线形V形平面三角形正四面体形离子ClO-ClClCl空间构型

直线形V形

三角锥形正四面体形(1)①sp3、sp2正四面体形平面三角形②sp2

sp3(2)sp3不在7.(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是

、

。

(2)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是

,中心原子的杂化类型为

。

(3)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药