【化学课件】分子的空间结构第2课时 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节分子的空间结构第2课时杂化轨道理论第二章分子结构与性质[学习目标]1.通过杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道

类型对分子空间结构的影响。2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析思

维模型(重点)。问题导入CH4正四面体甲烷的4个C—H单键都应是σ键，然而根据价层原子轨道情况，C原子3个相互垂直的2p轨道和4个H原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体结构的甲烷分子？↑↓↑↓1s2s2p6C↑↑↑1s1H为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论?一、杂化轨道及类型1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成形成CH4时，C原子1个2s轨道和3个2p轨道混杂，形成4个能量相等的sp3杂化轨道。4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—H

σ键。sp3杂化C：2s22p22s2p激发2s2psp3sp3杂化2．杂化轨道的形成及特点形成轨道的杂化杂化轨道特点原子内部能量相近的原子轨道重新组合杂化后重新形成一组能量相等的原子轨道①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道②杂化改变了原子轨道的形状、方向③杂化使原子的成键能力增强一、杂化轨道及类型sp3sp3sp3sp3109°28′3．杂化轨道的类型类型spsp2sp3参与杂化的轨道杂化轨道数目夹角空间结构举例1个s1个p2180°直线形CO2C2H21个s2个p3120°平面三角形BF3C2H41个s3个p4109°28′正四面体形CH4CCl4一、杂化轨道及类型1.正误判断(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的(3)只有能量相近的轨道才能发生杂化(4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键(5)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，未参与杂化的p轨道可用于形成π键(6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道√×√√√√思考交流一、杂化轨道及类型思考交流2.(2023·江苏无锡期中)氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为A.两种分子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化B.NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道C.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D.NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大√一、杂化轨道及类型思考交流3.(2023·浙江温州期末)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是选项粒子中心原子杂化方式VSEPR模型空间结构ACO2sp直线形直线形BNH3sp3四面体形三角锥形Csp2四面体形平面三角形DH3O＋sp3四面体形三角锥形√一、杂化轨道及类型思考交流4.下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是A.CH4、NH3

B.BBr3、C.SO2、BeCl2

D.PCl3、H3O＋√一、杂化轨道及类型二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系1．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＝孤对电子对数＋中心原子结合的原子数(即成σ键电子对数)(1)没孤电子对：同能量杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构；(2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→

形成的分子的空间结构发生变化。2．杂化轨道与分子空间结构的关系(1)杂化轨道全部用于形成σ键杂化轨道类型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一个ns和一个np一个ns和两个np一个ns和三个np180°120°109°28′

BeCl2BF3CH4直线形平面三角形正四面体形二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系(2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对杂化轨道类型sp2sp3中心原子所在族第ⅥA族第ⅤA族第ⅥA族中心原子的孤电子对数分子空间结构实例112V形三角锥形V形SO2NH3、PCl3、PH3H2O、H2S二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系1.正误判断(1)杂化轨道的空间结构与分子的空间结构不一定一致(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同(3)凡AB3型共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键(4)NH3分子的空间结构为三角锥形，氮原子的杂化方式为sp3(5)C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式是sp2√××√√思考交流二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系思考交流2.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是①BF3

②

③CH≡CH

④NH3

⑤CH4A.①②

B.①⑤

C.③④

D.③⑤√3.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是A.PCl3中P原子为sp3杂化，三角锥形B.中N原子为sp3杂化，正四面体形C.H2S中S原子为sp杂化，直线形D.SO2中S原子为sp2杂化，V形√二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系自我测试1.C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式。杂化轨道中s轨道成分越多，C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中，最有可能在碱性体系中形成阴离子的是A.CH4

B.CH2==CH2C.CH≡CH

D.苯√自我测试2.已知某XY2分子的空间结构为V形，下列说法正确的是A.X原子一定是sp2杂化B.X原子一定为sp3杂化C.X原子上一定存在孤电子对D.VSEPR模型一定是平面三角形√自我测试3.按要求回答下列问题：(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是__________。sp3、sp2(2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是______。sp2(3)化合物[H3O]＋

中阳离子的空间结构为__________，阴离子的中心原子轨道采取_____杂化。(4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是_____。三角锥形sp3sp3常见物质中心原子的杂化方式(1)采取sp3杂化：有机物中饱和碳原子、NH3、H2O、金刚石中的碳原子、(2)采取sp2杂化：有机物中的双键碳原子、BF3、石墨中的碳原子、