杂化轨道理论-(公开课)(2)完整版

1、 中心原子中心原子 分子分子 类型类型 中心原子中心原子 结合的原子数结合的原子数 代表物代表物空间构型空间构型 无孤对电子无孤对电子 AB22CO2 AB33CH2O AB44CH4 有孤对电子有孤对电子 AB22H2O AB33NH3 直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体正四面体 V 形形 三角锥形三角锥形 二、价层电子对互斥模型二、价层电子对互斥模型(VSEPR(VSEPR模型模型) ) 一、形形色色的分子一、形形色色的分子 复复 习习 回回 顾顾 3.3.如果如果C C原子就以个原子就以个s s轨道和个轨道和个p p轨道上的轨道上的 单电子，分别与四个原子的单电子，分别与四个原

2、子的s s轨道上的单电子轨道上的单电子 重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？ 这与这与CHCH 分子的实际情况是否吻合？ 分子的实际情况是否吻合？ 思考与交流思考与交流 1.1.回忆：回忆： CHCH 分子中 分子中C C原子形成几个共价键？分原子形成几个共价键？分 子空间构型怎样？子空间构型怎样？ 2. 2.写出基态写出基态C C原子价电子的电子排布图原子价电子的电子排布图, ,并推测：并推测： CHCH 分子的 分子的C C原子怎样才能形成四个共价键？原子怎样才能形成四个共价键？ 键长、键能相同，键角相同为键长、键能相同，键角相同为10928

3、 2s 2px 2py 2pz 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道 理论理论 三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介 2s 2p C的基态的基态 2s 2p 激发态激发态 正四面体形正四面体形 sp3 杂化态杂化态 激发激发杂化杂化 sp3 杂化杂化 四个四个H原子分别以原子分别以1s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个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和键角都完全相同的s-sp3键，形成一个正四面键，形成一个正四面 体构型的分子。体构型的分子。 10928 在形成分子时，由

4、于原子的相互影响，在形成分子时，由于原子的相互影响，同同 一原子中的若干不同类型、能量相近的原子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这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化杂化”（混合平均化混合平均化） 1. 1. 杂化轨道概念杂化轨道概念 三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介 180 实验测得实验测得: 两个共价键，直线形分子（键角两个共价键，直线形分子（键角180） ClBeCl 探究探究

5、1：BeCl2分子的形成分子的形成 Be原子价电子排布式：原子价电子排布式：2s2 没有未成对电子没有未成对电子 ClClBe 3 杂化杂化类型类型 （1）sp杂化杂化 一个一个2s 和一个和一个2 p 轨道杂化轨道杂化,形成形成2个个sp杂化杂化 轨道轨道 每个每个sp杂化轨道的形状为杂化轨道的形状为 一头大，一头小；一头大，一头小； 含有含有1/2 s 轨道和轨道和1/2 p 轨道的成分；轨道的成分； 两个轨道间的夹角为两个轨道间的夹角为180，呈，呈直线型。直线型。 1个个s 轨道与轨道与1个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成2个个sp 杂化轨道。杂化轨道。 BeCl2分子的

6、形成分子的形成 为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为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杂化轨道的形成和空间取向示意图 乙炔乙炔(C2H2)分子形成分子形成 2s 2p C的基态的基态 激发激发 2s 2p 激发态激发态 杂化杂化 sp 2p 2p CO2分子分子怎样形成的? 实验测得，三个共价键，实验测得，三个共价键， 平面三角形分子（键角平面三角形分子（键角 120）。）。 B原子价电子排布式：原子价电子排布式：2s22p1，有一，有一 个未成对电子个未成对电子 120 F F F B 探究探究2：BF3 分子的形成分子的形成 （2）sp2

7、杂化杂化 1个个2s 轨道与轨道与2个个2p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成3个个sp2 杂杂 化轨道。化轨道。 每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头杂化轨道的形状也为一头大，一头 小，含有小，含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨道的成分轨道的成分,每每 两个轨道间的夹角为两个轨道间的夹角为120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与2个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成3个个sp2 杂化轨道。杂化轨道。 乙烯（乙烯（C2H4）分子的形成）分子的形成 激发激发 2s 2p 激发态激发态 2s 2p C的基态的基态 杂化杂化 s

8、p 2 2p （3）sp3杂化杂化 sp3杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与3个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。 每个每个sp3杂化轨道的形状杂化轨道的形状 也为一头大，一头小，也为一头大，一头小， 含有含有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分轨道的成分 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为 10928，正四面体形，正四面体形 CH4分子的形成分子的形成 NH3 的空间构型的空间构型 3 NH N H H H 杂化 3 sp 2p s2 不等性杂化不等性杂化 的空间构型的空间构型 2 H O 大大 键键 （离域键）（离域键）C6H

9、6 杂杂 化化 类类 型型 spspspsp2 2spsp3 3 参与杂化的参与杂化的 原子轨道原子轨道 杂杂 化化 轨轨 道道 数数 杂化轨道杂化轨道 间夹角间夹角 空空 间间 构构 型型 实实 例例 3.3.三种三种spsp杂化轨道类型的比较杂化轨道类型的比较 1个个s + 2个个p1个个 s + 1个个p1个个s + 3个个p 2个个sp杂化杂化 轨道轨道 3个个sp2 杂化轨道杂化轨道 4个个sp3 杂化轨道杂化轨道 180 120 10928 直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体形正四面体形 BeCl2 BF3 CH4 杂化轨道数杂化轨道数 = = 中心原子价层电子对数中心原

10、子价层电子对数= = 中心原子中心原子 孤对电子对数中心原子结合的原子数孤对电子对数中心原子结合的原子数 0+2=2sp直线形直线形 0+3=3sp2平面三角形平面三角形 1+2=3sp2 V形形 0+4=4sp3 正四体正四体 形形 1+3=4sp3三角锥形三角锥形 2+2=4sp3V形形 代表物代表物价层电子对价层电子对 数数 杂化轨道类型杂化轨道类型 分子结构分子结构 CO2 CH2O SO2 CH4 NH3 H2O 4.4.中心原子杂化类型判断的一般方法中心原子杂化类型判断的一般方法 知识小结 三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介 1. 1. 杂化轨道概念杂化轨道概念 2.2.杂化

11、轨道理论的要点杂化轨道理论的要点 3.3.三种三种spsp杂化轨道类型的比较杂化轨道类型的比较 sp杂化轨道杂化轨道直线形，夹角直线形，夹角180 2个个 sp2杂化轨道杂化轨道平面三角形，夹角平面三角形，夹角1203个个 sp3杂化轨道杂化轨道正四面体形，夹角正四面体形，夹角109284个个 4.4.中心原子杂化类型判断的一般方法中心原子杂化类型判断的一般方法 杂化轨道数杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数= 中心原子孤对电子对中心原子孤对电子对 数中心原子结合的原子数数中心原子结合的原子数 1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ACO2与与SO2 BCH4与与NH3 ( ) CBeCl2与与BF3 DC2H2与与C2H4 B 2：对：对SO2与与CO2说法正确的是说法正确的是( ) A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取