2.2杂化轨道理论简介++课件++年高二下学期化学人教版（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第2课时

杂化轨道理论简介写出基态碳原子的价层电子排布图。思考：为什么甲烷的化学式为CH4而不是CH2？且为正四面体结构？杂化轨道理论基态2s2p激发激发态杂化原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道

重新组合后的新的能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道杂化杂化轨道四、杂化轨道理论-解释空间结构在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。1.杂化轨道的含义(1)原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)

杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，

且杂化轨道的能量相同。2.杂化轨道理论要点(3)杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。杂化轨道

在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，例如s轨道与p轨道杂

化后形成的杂化轨道一头大一头小，如图

，成键时根据最

大重叠原理，使它的大头与其他原子轨道重叠，重叠程度更大，形成的共价

键更牢固。(4)为使相互间的排斥最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。同一组杂化轨道

的伸展方向不同，但形状完全相同。四、杂化轨道理论-解释空间结构归纳总结杂化轨道理论四要点(1)能量相近:原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)数目不变:形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。（改变轨道形状、方向、能量）(3)成键能力增强:杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。(4)排斥力最小:杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。(5)杂化轨道只用于形成σ键或容纳孤电子对，未参杂化的p轨道形成π键。109°28′1个s轨道和3个p轨道杂化形成4个能量与形状完全相同的杂化轨道

彼此远离，斥力最小以CH4为例（1）sp3杂化轨道3.杂化轨道的类型基态2s2p激发激发态杂化109°28’正四面体109°28′4个sp3杂化轨道可形成4个σ键CH4的中心原子C采用sp3杂化方式如：NH3H2O3个杂化轨道被σ电子对占据1个杂化轨道被孤电子对占据杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道109°28′价层电子对数为4的中心原子采用sp3杂化方式4个sp3杂化轨道可形成4个σ键CH4的中心原子C采用sp3杂化方式1个s轨道和3个p轨道杂化形成3个能量与形状完全相同的杂化轨道

以BF3为例（2)sp2杂化轨道3.杂化轨道的类型B基态2s2p激发激发态杂化彼此远离，斥力最小平面三角形120°3个sp2杂化轨道可形成3个σ键BF3的中心原子B采用sp2杂化方式FFFB120°CH2=CH2中的C未杂化的p轨道可用于形成π键

价层电子对数为3的中心原子采用sp2杂化方式C2s2基态原子：H1s1激发态原子：C杂化后：HHHH2p2CH2=CH21个s轨道和1个p轨道杂化形成2个能量与形状完全相同的杂化轨道

以BeCl2为例（3）sp杂化轨道3.

杂化轨道的类型Be基态2s2p激发激发态杂化彼此远离，斥力最小平面三角形120°3个sp2杂化轨道可形成3个σ键BF3的中心原子B采用sp2杂化方式价层电子对数为2的中心原子采用sp杂化方式CH2=CH2中的C180°未杂化的p轨道可用于形成π键

HCNCO2C2s2基态原子：H1s1激发态原子：C杂化后：2p2CHCH4.杂化轨道类型与分子空间结构的关系当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道的空间结

构相同。杂化类型spsp2sp3轨道夹角180°120°109°28′杂化轨道示意图

实例BeCl2BF3CH4分子结构示意图

分子空间结构_____________________________直线形平面三角形正四面体形ABn型分子中心原子杂化类型中心原子孤电子对数空间结构实例AB2sp21SO2AB3sp31NH3、PCl3、NF3、H3O＋AB2或(B2A)2(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有所不同。V形三角锥形V形H2S、NH2-杂化轨道数=价层电子对数=中心原子孤电子对数＋σ键电子对数杂化轨道类型与VSEPR模型、微粒空间结构有何关系？价层电子对数杂化轨道类型VSEPR模型微粒空间结构实例234spsp2sp3归纳总结(1)根据杂化轨道数目判断杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数目＝价层电子对数目＝σ键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目，再由杂化轨道数目确定杂化类型。杂化轨道数目234杂化类型spsp2sp3判断中心原子杂化轨道类型的三种方法归纳总结(2)根据杂化轨道的空间分布判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。(3)根据杂化轨道之间的夹角判断①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原