分子的空间结构(第二课时)杂化轨道理论高二化学人教版（2019）选择性必修2

分子的空间结构—杂化轨道理论人教版高中化学选择性必修二（2019年版）：第二章第二节杂化轨道理论平衡应用如何解释分子的空间结构？知识回顾平衡应用环节一：复习旧知，发现问题【课堂活动】写出碳原子的价层电子排布式和轨道表达式，并用价层电子对互斥理论预测甲烷的空间构型。C:2s22p2正四面体构型2s2p共价键的饱和性CH2键角90°为了解决这些矛盾，美国著名化学家鲍林提出了杂化轨道理论。鲍林——美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林在1928-1931年，提出杂化轨道理论。平衡应用环节二：提出理论，解决问题2s2p基态激发杂化在这个过程中有1个2s轨道和3个2p轨道参与了杂化，因次我们把这个杂化过程称为sp3杂化，所形成的杂化轨道称为sp3杂化轨道。2s2p激发态sp3杂化轨道杂化态【课堂活动】小组合作用橡皮泥模拟sp3杂化轨道的形成过程。思考在该过程中发生了哪些改变？又有哪些保持不变？环节二：提出理论，解决问题杂化成键杂化前后轨道的成分、能量、形状、方向发生改变，原子轨道的数目不变。环节二：提出理论，解决问题杂化轨道理论的要点1、原子轨道的杂化，只有形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。2、只有中心原子才发生杂化，结合原子不发生杂化。3、只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。4、杂化前后轨道的成分、能量、形状、方向发生改变，原子轨道数目不变。知识回顾环节三：结合实例，发现规律在学习价层电子对互斥模型时，知道H2O和NH3的VSEPR模型跟CH4一样，也是正四面体形，因此它们的中心原子也是采取sp3杂化。所不同的是，氨分子的氮原子的sp3杂化轨道中有1个被孤电子对占据，水分子的氧原子的sp3杂化轨道中有2个被孤电子对占据。空间结构：V形键角：105°空间结构：三角锥形键角：107°空间结构：正四面体形键角：109°28‘环节三：结合实例，发现规律NH3

空间结构：三角锥形

键角：107°杂化氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。2s2p基态sp3杂化轨道sp3杂化态【课堂活动】模仿NH3的中心原子N的杂化和成键过程，尝试用杂化轨道理论来解释H2O的空间结构。环节三：结合实例，发现规律H2O空间结构：V形

键角：105°杂化2s2p基态sp3杂化轨道sp3杂化态[规律1]中心原子的杂化轨道数目等于价层电子对数环节三：结合实例，发现规律常见杂化类型：sp3、sp2、sp环节三：结合实例，发现规律价层电子对数杂化轨道数目杂化轨道类型杂化轨道构型VSEPR模型22sp直线形直线形33sp2平面三角形平面三角形44sp3四面体形四面体形[规律2]

杂化轨道数目、价层电子对数、杂化轨道类型、杂化轨道构型、VSEPR模型之间的关系。环节三：结合实例，发现规律杂化轨道理论与VSEPR模型联用价层电子对数杂化轨道数目VSEPR模型杂化轨道理论分子的空间结构预测解释环节三：结合实例，发现规律【课堂活动】应用VSEPR模型和杂化轨道理论，确认BF3的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。分子中心原子上的孤对电子数价层电子对数中心原子的杂化轨道类型分子的空间结构BF3BF3

杂化类型：sp2杂化2s2p基态激发2s2p激发态杂化2psp2杂化轨道杂化态3sp2杂化平面三角形平衡应用环节四：学以致用，巩固提升【课堂活动】已知乙烯是平面分子，键角为120°，分子中含有碳碳双键。如何用杂化轨道理论解释它的空间结构？分子中心原子上的孤对电子数价层电子对数中心原子的杂化轨道类型CH2=CH2乙烯中心原子C的sp2杂化2s2p基态激发杂化2s2p激发态2psp2杂化轨道杂化态0+3=3sp2杂化平衡应用环节四：学以致用，巩固提升【课堂活动】已知乙炔是直线形分子，键角为180°，分子中含有碳碳三键。如何用杂化轨道理论解释它的空间结构？分子中心原子上的孤对电子数价层电子对数中心原子的杂化轨道类型乙炔中心原子C的sp2杂化2s2p基态激发2s2p激发态杂化sp杂化轨道杂化态2p0+2=2sp杂化知识回顾平衡建立平衡应用