杂化轨道理论简介课件下学期高二化学人教版选择性必修2

2.2.3杂化轨道理论简介1教学目标

培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等化学核心素养3教学难点

分析杂化类型与分子空间结构的关系2教学重点

杂化轨道理论

温故知新（1）写出基态C、H原子的价层电子排布图C的基态2s2p1sH的基态CH4

正四面体的空间构型(键长相同，键角相同均为109°28′)（2）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，为什么碳原子能与氢原子结合形成正四面体的CH4？

为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。杂化轨道理论用杂化轨道理论解释CH4的形成Csp3↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基态能量混杂激发态杂化轨道xyzxyzxyzxyz109°28′

sp3杂化轨道特点①1个s轨道与3个p轨道进行的杂化,形成4个sp3杂化轨道。②每个sp3杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/4s

轨道和3/4p

轨道的成分。③每两个轨道间的夹角为109.28°，空间构型为正四面体形。甲烷分子中碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键，呈正四面体形。杂化轨理论要点中心原子

外界条件

能量相近的轨道杂化前后的变与不变

变：轨道的成分、能量、形状、方向

不变：原子轨道的数目成键时更有利于轨道间的重叠

满足最小排斥，最大夹角分布H2O和NH3的VSEPR模型跟CH4一样，都是四面体形的，因此H2O和NH3的中心原子也是采用sp3杂化的。水分子的氧原子的sp3杂化轨道有2个被孤电子对占据；氨分子的氮原子的sp3杂化轨道有1个被孤电子对占据。NH3不等性sp3杂化4个sp3杂化轨道3个sp3-sσ键形成N-H键H2O4个sp3杂化轨道2个sp3-sσ键不等性sp3杂化形成O-H键

键角°

键角107°杂化轨道的类型sp杂化1个s轨道和1个p轨道进行杂化，形成2个sp杂化轨道。这两个sp杂化轨道在空间呈直线形，夹角180°。如BeCl2、CO2、H-C≡C-H等的中心原子都是sp杂化类型。Csp

2py2pz↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基态能量混杂激发态杂化轨道π键单电子σ键单电子xyzxyzzxyzxyz碳的sp杂化轨道——C2H2的形成C2H2杂化轨道和成键两个sp杂化轨道在空间呈直线形，夹角180°。另外2个未参与杂化的2p轨道仍保持原状，并与sp轨道相互垂直。碳原子的2个sp杂化轨道有一个相互重叠形成σ键，另外1个杂化轨道与氢原子1s轨道重叠形成σ键，未参与杂化的2P轨道相互重叠形成2个π键。杂化轨道的类型sp2杂化1个s轨道和2个p轨道进行杂化，形成3个sp2杂化轨道。sp2杂化轨道在空间呈平面三角形，夹角120°。如BF3、CH2=CH2、HCHO、SO3、CO32-等的中心原子都是sp2杂化类型。碳的sp2杂化轨道——C2H4的形成Csp22pz↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基态能量混杂激发态杂化轨道π键单电子σ键单电子xyzxyzxyzxyz120°C2H4杂化轨道和成键3个sp2杂化轨道间的夹角为均120°，呈平面三角形。另外1个未参与杂化的2p轨道仍保持原状，并与sp2轨道相互垂直。碳原子的3个sp2杂化轨道有一个相互重叠形成σ键，另外2个杂化轨道与氢原子1s轨道重叠形成两个σ键，未参与杂化的2P轨道相互重叠形成π键。判断中心原子的杂化轨道类型σ键电子对数价层电子对数

VSEPR模型孤电子对数杂化轨道类型分子空间结构预测解释价电子互斥理论杂化轨道理论（2）形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。（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。（3）中心原子σ键电子对数+孤电子对数＝价层电子对数＝杂化轨道数VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型典型例子价层电子对数VSEPR模型VSEPR模型名称杂化轨道数中心原子的杂化轨道类型直线形平面三角形平面三角形四面体四面体正四面体spsp2sp3sp2sp3sp3CO2SO2SO3H2ONH3CH42+0＝22+1＝33+0＝32+2＝43+1＝44+0＝4233444课堂练习1.下列分子中的中心原子采取sp2杂化的是()①C2H2

②C2H4

③C3H8

④CO2⑤BeCl2

⑥SO3

⑦BF3A．①⑥⑦

B．③⑤⑦C．②⑥⑦D．③⑤⑥C2.白磷是一种能自燃的单质,其分子的球棍模型如图所示,下列叙述错误的是(

)。A.每个磷原子形成3个σ键,磷原子为sp2杂化B.每个磷原子的价层电子对数为4,磷原子均为sp3杂化C.