分子的空间结构+课时3+高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构课时3（1）计算中心原子价层电子对数

价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数

①σ键电子对数=中心原子结合的原子数

②孤电子对数=1/2(a-xb)（2）确定相应的VSEPR模型（3）略去孤电子对，确定分子空间构型VSEPR模型预测分子空间结构复习回顾P51直线形平面三角形四面体形CO2、HCNCH2O、BF3CH4、CCl4P50无孤电子对有2对孤电子对BDP50C写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？C原子

电子排布图（轨道表示式）H原子

电子排布图

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。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。图解基态激发态4个能量相同的sp3杂化轨道电子跃迁杂化Cxyzxyzzxyzxyz109°28′甲烷的形成[sp3杂化]同一原子中能量相近1个s轨道和3个p轨道形成4个能量相同的新轨道，称为4个sp3轨道，轨道夹角为109°28′，形成正四面体结构。

σσσσ（1）概念

原子形成分子的过程中，中心原子若干能量相近的原子轨道发生混杂，形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化。（2）条件①在形成化学键时才杂化②能量相近的轨道间才能杂化（3）特点①杂化轨道数=参加杂化的原子轨道数②杂化改变了原子轨道的形状、方向、能量（各杂化轨道能量可能相同，也可能不同，但更易成键）③为使杂化轨道间的斥力最小，杂化轨道尽可能远离④杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对杂化轨道理论图解xyzxyzzxyzxyz109°28′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轨道形状为一头大，一头小，含有1/4s轨道和3/4p轨道的成分常见杂化类型（1）sp3杂化

由1个s轨道与3个p轨道杂化形成①特点：中心原子的价层电子对数=4②示例：CH4

类似的：CCl4、SiF4、ClO4-等

AB4

型化合物

注意：烃基中的饱和碳原子也采取sp3杂化s-sp3σ键C的价层电子对数=4NH3（N原子的4个sp3杂化轨道：3个与3个H原子形成3个σ键，

剩余1个含一对孤电子对）NH3的空间结构为三角锥形（1）sp3杂化N的价层电子对数=4H2O（O原子的4个sp3杂化轨道：2个与2个H原子形成2个σ键，剩余2个各含一对孤电子对H2O的空间结构为V形（1）sp3杂化O的价层电子对数=4图解sp2杂化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。xyzxyzzxyzxyz120°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。sp2杂化后，未参与杂化的1个p轨道可以用于形成π键。（2）sp2杂化

由1个s轨道与2个p轨道杂化形成BF3B原子的3个sp2杂化轨道:分别与3个F原子形成3个σ键BF3的空间结构为平面三角形常见杂化类型①特点：中心原子的价层电子对数=3②示例：B的价层电子对数=3（2）sp2杂化战CH2=CH2C原子的3个sp2杂化轨道：2个与H原子形成2个σ键，1个与另一个C形成1个σ键。剩余1个p轨道形成π键。注意：有机物中形成双键的碳原子均为sp2杂化图解sp

杂化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。180°xyzxyzzxyzxyz180°180°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。sp杂化后，未参与杂化的两个p轨道可以用于形成π键。（3）sp杂化

由1个s轨道与1个p轨道杂化形成BeCl2Be2p↑↓2s激发2p↑2s↑杂化2psp

↑

↑Be原子的2个sp杂化轨道:与2个Cl原子形成2个σ键ClClsppxpx180°ClClBe常见杂化类型①特点：中心原子的价层电子对数=2②示例：Be的价层电子对数=2CH≡CHC原子的2个sp杂化轨道：1个与H原子形成1个σ键，1个与另一个C形成1个σ键。剩余2个p轨道形成2个π键。注意：有机物中形成三键的碳原子均为sp杂化（3）sp杂化确定BF3和H3O+的中心原子的杂化轨道类型，并与同学讨论分子BF3H3O+第一步

计算中心原子孤电子对数第二步计算价层电子对数第三步确定杂轨道数第四步确定杂化轨道类型3+0＝33+1＝4sp2sp334【思考与讨论】P49【总结】杂化轨道的分类类型杂化的轨道杂化轨道的数目VSEPR模型名称分子空间模型实例前后spsp2sp31个s+1个p2个sp2直线形直线形CO21个s+2个p3个sp23平面三角形平面三角形V形(1对孤电子对)SO3SO21个s+3个p4个sp34四面体形正四面体形CH4三角锥形(1对孤电子对)NH3V形(2对孤电子对)H2O☆s，p，sp，sp2，sp3都是轨道的名称杂化轨道类型的判断（1）价层电子对法中心原子的杂化轨道数=价层电子数=σ键电子对数+孤电子对数价层电子对数234中心原子的杂化轨道类型spsp2sp3（2）结构式法C—C：sp3

C=C：sp2

C≡C：sp杂化轨道的条件：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杂化轨道的特点：①杂化轨道数=参加杂化的原子轨道数②杂化改变了原子轨道的形状、方向、能量（各杂化轨道能量可能相同，也可能不同，但更易成键）③为使杂化轨道间的斥力最小，杂化轨道尽可能远离④杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对VSEPR模型

价层电子对数

+σ键电子对对应预测分子