杂化轨道理论简介课件高二上学期化学人教版选择性必修2-1

第二节

分子的空间结构第二章分子结构与性质第3课时杂化轨道理论简介情

景

引

入画出基态碳原子、氢原子的核外电子排布图C原子1s22s22p2H原子

1s1思考：为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？↑↑↑↑跃迁思考：为何分子空间结构是正四面体形？任务一认识杂化轨道及其类型目标一

杂化道及其类型当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时：碳原子1个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4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28'，称为sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。任务一认识杂化轨道及其类型杂化混杂前后轨道总数不变能量相同、方向不同的4个新的原子轨道电子跃迁2s2p基态碳原子激发态能量相近的原子轨道2s2pxyzxyzzxyzxyz109°28′任务一认识杂化轨道及其类型当碳原子与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，因此呈正四面体形的空间结构。σ键成键sp3sp31s1s1s1s任务一认识杂化轨道及其类型xyzsp3杂化sp3杂化轨道特点：形状为一头大，一头小，含有1/4s

轨道和3/4p轨道，每两个轨道间的夹角为109°28′，空间构型为正四面体形。

任务一认识杂化轨道及其类型sp3sp31s1s1s1s2p2ssp3杂化N：NH3空间结构：三角锥形H2O空间结构：sp3杂化sp3杂化轨道HHHN105°HHO2p2sO：注：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sp3杂化轨道孤电子对σ键单电子孤电子对σ键单电子V形

sp2sp2

杂化sppppxyzxyzzxyzxyz120°平面三角形sp2杂化轨道：1个s轨道和2个p轨道杂化而得到3个sp2杂化轨道psp2sp2sp2任务一认识杂化轨道及其类型2p2s激发B：2p2sF：B120°FFBF3空间结构：平面三角形xyzxyzzxyzxyz剩下的1个P轨道垂直于杂化轨道形成的平面Fsp2sp2sp2120°sp2杂化sp22p2s2p1个s轨道和1个p轨道杂化而得到2个sp杂化轨道

sp杂化spsppppxyzxyzzxyzxyz180°直线形sp杂化轨道：ppspsp任务一认识杂化轨道及其类型BeCl2空间结构：直线形180°2p2s激发Be：2s2p3pCl：3s剩下的2个P轨道与杂化轨道互相垂直BeClClxyzxyzzxyzxyzspsp180°sp杂化sp2p2．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，原子内部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。美国化学家鲍林任务一认识杂化轨道及其类型任务一认识杂化轨道及其类型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以C原子为中心原子的分子中碳原子的杂化类型(σ键的数目＝杂化轨道的数目)(1)有四个单键，为sp3杂化，如CH4、CCl4；(2)有一个双键/苯环，为sp2杂化，如CH2==CH2、HCHO；(3)有两个双键或一个三键，为sp杂化，如CH≡CH、O==C==O、S==C==S。任务一认识杂化轨道及其类型例：在

中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是

A.sp2、sp2B.sp3、sp3C.sp2、sp3D.sp、sp3√任务二学习杂化轨道类型与分子空间结构的关系归纳总结价层电子对数杂化轨道数目杂化轨道类型VSEPR模型孤电子对数分子的空间构型223344sp杂化sp2杂化sp3杂化直线形直线形平面三角形平面三角形V形正四面体四面体三角锥形V形001012=孤电子对数化学式价层电子对数σ键电子对数VSEPR模型中心原子杂化类型粒子的真实空间结构SO2CO2H2OHCN022直线型sp杂化直线型123平面三角形sp2杂化V形224四面体形sp3杂化V形022直线型sp杂化直线型习题课本51页孤电子对数化学式价层电子对数σ键电子对数VSEPR模型中心原子杂化类型粒子的真实空间结构BF3NH3SO42-H3O+CH4033平面三角形sp2杂化平面三角形134四面体形sp3杂化三角锥形134四面体形sp3杂化三角锥形033CH2O平面三角形sp2杂化平面三角形044正四面体形sp3杂化正四面体形044正四面体形sp3杂化正四面体形习题1、下列分子或离子中采用sp3杂化，但是空间结构为V形的是(

)BA、NH3 B、H2S C、BeCl2 D、NO3-3、试根据相关知识回答下列问题。(1)AsCl3的空间结构为

，其中As的杂化轨道类型为

。

三角锥形sp3(2)CS2中C的杂化轨道类型为

。

sp(3)CH3COOH中C的轨道杂化类型为

。

sp3、sp22s2pC的基态2s2p激发态sp2sp2杂化态激发杂化pz乙烯分子中碳原子的杂化方式及成键过程120°四个s-sp2C-Hσ