杂化轨道理论简介课件高二化学人教版选择性必修2

第二节

分子的空间构型第2课时

杂化轨道理论简介第二章

分子的结构与性质H-Cl的s-pσ键形成HClH－Cls-pσ键1s↑1s2s2p3s3p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑知识回顾1sH1s2s2pC写出碳原子的电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？

按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C—H单键都应该是σ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1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构型的甲烷分子。鲍林提出了杂化轨道理论2s2pC价层C：2s22p2

由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为sp3杂化轨道。电子激发杂化轨道sp3杂化任务一杂化理论为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?四面体

外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。1.概念2.杂化的条件：(1)只有在形成化学键时才能杂化(2)只有能量相近的轨道间才能杂化任务一杂化理论-概念

杂化前后原子轨道在空间取最大夹角分布，能使相互间排斥力最小任务一杂化理论-类型

(1)杂化前后轨道数不变(2)杂化过程中轨道的形状发生变化(3)杂化后形成的化学键更稳定(4)杂化后的新轨道能量、形状都相同(5)杂化后的轨道之间尽可能远离。(6)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对1.sp3杂化

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杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/4s

轨道和3/4p轨道的成分，每个轨道性质和能量均相同，每两个轨道间的夹角为109.5°，空间构型为正四面体形。如CH4，CCl4。任务二杂化理论-类型

xyzxyzzxyzxyz109°28′

价层电子对互斥模型H2O和NH3的VSEPR模型与CH4一样，四面体形H2O和NH3的中心原子也采取sp3的杂化2个杂化轨道被σ电子对占据2个杂化轨道被孤电子对占据3个杂化轨道被σ电子对占据1个杂化轨道被孤电子对占据杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道融会贯通

B：1s22s22p1120°FFFBBF3分子的形成任务二杂化理论-类型

没有3个单电子电子激发杂化轨道sp2杂化2.sp2杂化2.sp2杂化

每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/3s

轨道和2/3p

轨道的成分，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，呈平面三角形互成120º，如SO2，

BF3。

sp2杂化：1个s轨道与2个p轨道进行的杂化，

形成3个sp2杂化轨道任务二杂化理论-类型

xyzxyzzxyzxyz120°spppsp2任务二杂化理论-类型

2.sp2杂化未参与杂化的p轨道可用于形成π键CH2=CH2思考：C2H4中碳原子的杂化方式C2s基态原子：H1s激发态原子：C2p2s杂化后：2pC2psp2剩余的p轨道用于形成π键Be：1s22s2180°ClClBeBeCl2分子的形成3.sp杂化任务二杂化理论-类型

没有单个电子spppsp电子激发杂化轨道sp杂化····sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2s

轨道和1/2p

轨道的成分两个轨道间的夹角为180°，呈直线形。如

CO2BeCl2。sp

杂化：1个s轨道与1个p

轨道进行的杂化，

形成2个sp杂化轨道。3.sp杂化任务二杂化理论-类型

xyzxyzzxyzxyz180°spppsp3.sp杂化任务二杂化理论-类型

CHCH未参与杂化的p轨道可用于形成π键杂化类型spsp2sp3轨道组成轨道夹角杂化轨道示意图实例分子的空间结构1个ns和1个np1个ns和2个np1个ns和3个np180°120°109°28′BeCl2BeF3CH4直线形平面三角形正四面体任务三-杂化轨道与分子的空间结构的关系实例价电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型名称分子的空间构型BeCl2、CO22+0=2sp直线形直线形SO22+1=3sp2平面三角形

V形SO33+0=3sp2平面三角形H2O2+2=4sp3四面体形V形NH33+1=4sp3三角锥形CH4、CCl44+0=4sp3正四面体形杂化轨道数=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数=

中心原子的价层电子对数任务三-杂化轨道与分子的空间结构的关系化学式孤电子对数1/2(a-xb)

(σ键)价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间构型中心原子杂化方式H2O224四面体形V形SO2123平面三角形V形HCN022直线形直线形H3O+134四面体形三角锥形CH2O033平面三角形平面三角形BF3033平面三角形平面三角形NH3134四面体形三角锥形SO42-044正四面体形正四面体形CH4044正四面体形正四面体形sp3sp2spsp3sp2sp2sp3sp3sp3总结提升判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：根据中心原子的价电子对数判断

中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化

中心原子的价电子对数为3，是sp2杂化

中心原子的价电子对数为2，是sp杂化通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。

如果有1个三键或两个双键，则其中有2个π键，用去2个p轨道，形成的是sp杂化；

如果有1个双键则其中必有1个π键，用去1个P轨道，形成的是sp2杂化；

如果全部是单键，则形成sp3杂化。杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。杂化轨道数＝

价层电子对数＝

中心原子孤电子对数+中心原子σ键电子对数形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。①价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。(

)②NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致。(

)③杂化轨道与