杂化轨道理论复习课件

1、第二章 分子结构与性质第二章 分子结构与性质第二章 分子结构与性质第二章 分子结构与性质(第二课时)第二节 分子的立体结构9/26/2022(第二课时)第二节 分子的立体结构9/24/2022共价键的类型:、,键价层电子对互斥模型 复习 我们已经知道，甲烷分子呈正四面体形结构，它的4个CH键的键长相同，HCH的键角为10928。按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个CH单键都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的ls原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为什么？共价键的类型:、,键价层电子对互斥模型 复习 、概念：原子

2、在形成分子时，为了增强成键能力使分子稳定性增加，趋向于将同一原子中能量相近的不同类型原子轨道重新组合成能量、形状和方向与原来不同的新的原子轨道.这种重新组合的过程称为杂化，杂化后的原子轨道称为杂化轨道。 三、杂化轨道理论、概念：原子在形成分子时，为了增强成键能力使分子稳定性CH4:(sp3杂化)C:2p杂化过程：a)激发 b)杂化 c)成键CH4:(sp3杂化)C:2p杂化过程：a)激发 b)杂化 碳原子在与氢原子形成甲烷分子时碳原子的1个2s轨道和3个2p轨道发生混杂，形成4个能量相等的杂化轨道，碳原子最外层的4个电子分别占据1个杂化轨道。 每一个杂化轨道的能量高于2s轨道能量而低于2p轨道

3、能量；杂化轨道的形状也可以说介于s轨道和p轨道之间。 碳原子在与氢原子形成甲烷分子时碳原子的 四个杂化轨道在空间均匀对称地分布以碳原子核为中心，伸向正四面体的四个顶点。这四个杂化轨道的未成对电子分别与氢原子的1s电子配对成键，这就形成了甲烷分子。 四个杂化轨道在空间均匀对称地分布以碳原子核2、杂化轨道的特性:只有能量相近的轨道才能互相杂化。 常见的有:ns np nd (n-1)d ns np 参加杂化的原子轨道的数目与形成的杂化轨道数目相同。杂化轨道的电子云一头大，一头小(杂化后轨道形状改变)，成键时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成键能力。 杂

4、化轨道之间在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。 即：不同类型的杂化，杂化轨道的空间取向不同，空间构型不同。2、杂化轨道的特性:只有能量相近的轨道才能互相杂化。3、杂化轨道的类型:sp3 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行杂化组合为 sp3 杂化轨道。sp3 杂化轨道间的夹角是 10928，杂化轨道的几何构型为正四面体形。3、杂化轨道的类型:sp3 杂化 同一个原子的sp2 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间

5、的夹角是120度，杂化轨道的几何构型为平面正三角形2s2pB的基态2p2s激发态正三角形sp2 杂化态例：BF3分子形成BFFFClBCl1200Clsp2 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与碳的sp2杂化轨道 如：CH2=CH2碳的sp2杂化轨道 如：CH2=CH2sp 杂化 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。例：BeCl2分子形成sp 杂化 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；碳的sp杂化轨道如：CHCH sp杂化：夹角为180的直线形杂化轨道。碳的sp杂化轨道如：CHCH sp杂化：夹角为180的杂化轨道数0+2=

6、2SP直线形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面体形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角锥形2+2=4SP3V形代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数 4.杂化轨道的应用范围:杂化轨道只应用于形成键或者用来容纳未参加成键的孤对电子。杂化轨道数0+2=2SP直线形0+3=3SP2平面三角形5、判断杂化轨道的一般方法：、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，则其中有2个键，用去了2个P轨道，形成的是SP杂化；如果有1个双键则其中有1个键，形成的是SP2杂化；如果全部是单键，则形成的是SP3杂化。、

7、没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤对电子占据1个杂化轨道。5、判断杂化轨道的一般方法：路易斯结构式 分子有用于形成共价键的键合电子(成键电子)和未用于形成共价键的非键合电子，又称“孤对电子”，用小黑点来表示孤对电子。例如，水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表示为：路易斯结构式 分子有用于形成共价键的键合电子(1、写出HCN分子和CH2O分子的路易斯结构式。2用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测。 3写出HCN分子和CH2O分子的中心原子的杂化类型。4分析HCN分子和CH2O分子中的键。科学探究:直线型 平面三角型sp杂化 sp2杂化2个键1个键1、写出HCN

8、分子和CH2O分子的路易斯结构式。科学探究:直 例题1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4B例题2：对SO2与CO2说法正确的是 ( ) A都是直线形结构 B中心原子都采取sp杂化轨道 C S原子和C原子上都没有孤对电子 D SO2为V形结构， CO2为直线形结构D 例题1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 例题3：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，预测分子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3

9、(3)CS2 (4) C12OCl. . . .(2)BCl3 ： SP2 平面三角形BCl. . . .Cl. . . .(3)CS2 ： SP 直线形CSS. . . . . (4)C12O： SP3 V形O. . .Cl. . . .Cl. . . .(1) PCl3： SP3 三角锥形. .PClCl解析：. . . . . . .Cl. . . .例题3：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子的一个P轨道形成两个键； C原子剩余的两个P轨道分别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个键。2 H2OO原子发生SP3杂