杂化轨道理论简介2026-2027学年人教版高二上学期化学选择性必修二

第2节

分子的空间结构

第二章分子结构与性质第3课时杂化轨道理论(一)本节课内容知识点结构图位于下页PPT情

景

引

入画出基态碳原子、氢原子的价电子排布图C原子2s2pH原子

1s思考：为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？思考：为何分子空间结构是正四面体形？复习回顾1931年鲍林提出杂化轨道理论，它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。鲍林为解释分子的立体构型提出杂化轨道理论当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到四个新的能量相同，方向不同的轨道。鲍林认为：→sp3杂化轨道sp3杂化过程xyzxyzzxyzxyz109°28′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轨道形状为一头大，一头小，含有1/4s轨道和3/4p轨道的成分基态激发态4个sp3杂化轨道电子跃迁杂化C4个能量相同、方向不同的sp3杂化轨道当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时：碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键H原子↑s1s13个N-H相互垂直键角为90°↑s3个N-H，键角为107°N原子↑↓sppp↑↑↑2s22p3基态sp3↑↓↑↑↑杂化轨道怎么用杂化轨道理论解释NH3的空间结构呢？孤电子对sp3杂化形成σ键H原子↑s1s12个O-H相互垂直键角为90°sp3杂化↑s2个O-H，键角为105°O原子↑↓sppp↑↓↑↑2s22p4基态sp3↑↓↑↓↑↑杂化轨道怎么用杂化轨道理论解释H2O的空间结构呢？孤电子对形成σ键1．原子轨道的杂化(1)在形成分子（化学键）时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组能量相同、方向不同的新轨道的过程。(2)原子轨道组合杂化后形成的一组新的原子轨道叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化前后轨道数目不变，杂化轨道之间要满足最小排斥、最大夹角原理分析BF3的中心原子杂化方式1个B-FB原子↑↓sppp↑2s22p1基态形成σ键sp2杂化sp2↑↑↑杂化轨道pF原子2s22p5↑↓sppp↑↓↑↓↑未杂化轨道BCl1200ClCl分析BeCl2的中心原子杂化方式不能形成Be-ClBe原子↑↓sppp2s2基态sp↑↑杂化轨道形成σ键sp杂化Cl原子3s23p5↑↓sppp↑↓↑↓↑pp未杂化轨道ppspspClClBeppspsp(3)杂化轨道的特点杂化前后轨道数目不变杂化后轨道成分、能量、形状、方向发生改变杂化轨道之间要满足最小排斥、最大夹角原理杂化轨道只容纳孤电子对和形成σ键未参与杂化的p轨道可用于形成π键杂化轨道数目=孤电子对数+σ键数=价层电子对数即：能量相近数目不变成键能力增强排斥力达最小根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？sp3sp2sp问题探究★注意：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子xx老师告诫我们：如果谁在第一次学习杂化轨道概念时，不觉得糊涂，那么他就一点也没有懂。亲爱的同学们，你有没有觉得有点糊涂呢？1.下列描述中正确的是A．CS2分子的立体构型为V形B．ClO3-的立体构型为平面三角形C．NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对D．SiF4和SO32-的中心原子均采取sp3杂化D课堂练习2.氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为A．两种分子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化B．NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D．NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大C3.BF3是典型的平面三角形分子,它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF4-,则BF3和BF4-中B的原子的杂化轨道类型分别是 (

)

A.sp2、sp2 B.sp3、sp3C.sp2、sp3 D.sp、sp2C

4.下列说法中正确的是A.PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的