2.2.3杂化轨道理论简介课件高二化学人教版选择性必修2

第二节分子的空间结构第3课时杂化轨道理论简介写出碳、氢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）1s2s2pH原子

电子排布图1s

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形的甲烷分子。【问题引入】为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论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。CH4中的C原子杂化轨道原子轨道的杂化：原子形成分子的过程中，中心原子若干能量相近的

原子轨道重新组合，形成一组新轨道的过程叫做原

子轨道的杂化。杂化轨道：杂化后形成的一组新的轨道，称为杂化轨道。1、概念杂化轨道理论简介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对杂化过程的理解

轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。(1)参与杂化的各原子轨道能量要相近(2)杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数(5)杂化轨道只用于形成分子的σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对(3)杂化后原子轨道的伸展方向、形状发生变化。

遵循杂化轨道间斥力最小原理。(4)杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使轨道重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。3、理论要点回顾所学内容，判断下列语句正误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(

)板书杂化轨道理论简介理论要点杂化前后轨道数目不变，伸展方向、形状发生变化。杂化轨道只用于形成分子的σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对杂化条件：能量相近4、杂化类型(1)sp3杂化

原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个

ns

轨道与三个np

轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为sp3杂化轨道。sp3杂化轨道特点：四个sp3轨道，夹角109°28’每个轨道成分:1／4s轨道、3／4p轨道

四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3σ键，从而构成一个正四面体构型的分子。109°28’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?(2)sp2杂化sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道杂化而得。sp2杂化轨道的形状一头大，一头小，含有

1/3s轨道和2/3p轨道成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形

xyzxyzzxyzxyz120°B：2s22p1sp2sp2杂化120°FFFBsp2杂化——BF3分子的形成sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子碳碳双键的形成。(3)sp杂化xyzxyzzxyzxyz180°sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得。

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

sp杂化轨道——BeCl2分子的形成Be：2s2

spsp杂化180°ClClBespsp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。小结杂化类型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杂化轨道数=中心原子价层电子对数6、杂化类型判断：=δ键电子对数+中心原子孤电子对数价层电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR理想模型2sp直线形3sp2平面三角形4sp3四面体形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板书杂化轨道理论简介理论要点杂化前后轨道数目不变，伸展方向、形状发生变化。杂化轨道只用于形成分子的σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对杂化条件：能量相近杂化轨道类型sp3杂化

正四面体sp2杂化

平面三角形sp杂化

直线形杂化轨道数

=中心原子价层电子对数

①中心原子上无孤电子对的分子：

分子的空间结构和杂化轨道的形状一致

②中心原子有孤电子对的分子：先确定杂化轨道的形状，然后略去孤对电子占有的轨道，剩下的就是分子的空间结构。7、分子的立体结构代表物杂化轨道数杂化类型VSEPR模型分子的立体构型(略去孤电子对）CO2CH2OCH4SO2NH3H2OSO42-NH4+2+0=2sp直线形3+0=3sp2平面三角形4+0=4sp3正四面体形2+1=3sp2V形3+1=4sp3三角锥形2+2=4sp3V形直线形平面三角形正四面体形平面三角形四面体形四面体形正四面体形4+0=44+0=4sp3正四面体形sp3正四面体形正四面体形8、有机物分子中心原子碳的杂化类型判断规律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。规律：如果全部是单键，则形成sp3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；

杂化轨道理论可用来解释分子的立体结构问题，尤其有助于《有机化学基础》模块的学习。请指出下列分子中标有“*”的原子所采取的杂化轨道类型：CCOHOHHNH2****①②③④sp3sp2sp3sp3板书杂化轨道理论简介理论要点杂化前后轨道数目不变，伸展方向、形状发生变化。杂化轨道只用于形成分子的σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对杂化条件：能量相近杂化轨道类型sp3杂化

正四面体sp2杂化

平面三角形sp杂化

直线形杂化轨道数

=中心原子价层电子对数有机物中C杂化类型全是单键

sp3杂化

一个双键

sp2杂化

一个三键或者二个双键

sp杂化

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。(

)③五原子分子的空间结构都是正四面体形。(

)④杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。(

)⑤凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。(

)1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)√√×××CDBDC7、根据价层电子对互斥模型及原子杂化轨道理论判断NF3分子的空间结构和中心原子的杂化方式为(

)A.直线形sp杂化B.平面三角形sp2杂化C.三角锥形sp2杂化D.三角锥形sp3杂化D8、在BrCH=CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是(

)A.sp-p B.sp2-sC.sp2-p D.sp3-pC9、下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是A．CH3CH2CH3B．CH3—C≡CH C．CH3CHOD．CH≡CHB10、乙烯分子中含有4个C-H和1个C=C，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是(

)①每个C