高中化學(xué)雜化軌道

1、2s 2px 2py 2pzh原子軌道：原子軌道：1s碳（碳（c）外層電子結(jié)構(gòu)：）外層電子結(jié)構(gòu)：思考：思考：價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個烷中四個c-hc-h的鍵長、鍵能相同及的鍵長、鍵能相同及h-c-hh-c-h的鍵角為的鍵角為109109 2828。因為按照我們已經(jīng)學(xué)過的價鍵理論，甲。因為按照我們已經(jīng)學(xué)過的價鍵理論，甲烷的烷的4 4個個c-hc-h單鍵單鍵都應(yīng)該是都應(yīng)該是鍵鍵，然而，碳原子的，然而，碳原子的4 4個價層原子軌道是個價層原子

2、軌道是3 3個相互垂直的個相互垂直的2p2p軌道和軌道和1 1個球形個球形的的2s2s軌道，用它們跟軌道，用它們跟4 4個氫原子的個氫原子的1s1s原子軌道重疊，原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。這是為什么呢？這是為什么呢？鮑林在價鍵理論基礎(chǔ)上提出了鮑林在價鍵理論基礎(chǔ)上提出了“雜化雜化”假設(shè)，假設(shè)，補(bǔ)充了價鍵理論的不足。補(bǔ)充了價鍵理論的不足。激發(fā)s2p2p2s2雜化3spsp3chch4 4分子（分子（spsp3 3雜化）雜化）三、雜化軌道理論三、雜化軌道理論1、基本要點：、基本要點：在形成多原子分子的過程在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干中，中

3、心原子的若干能量相近能量相近的原子軌道的原子軌道重新組合形成一組新軌道。這種軌道重新重新組合形成一組新軌道。這種軌道重新組合的過程叫做軌道的雜化，所形成的新組合的過程叫做軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。軌道就稱為雜化軌道。（一）、雜化軌道（一）、雜化軌道2、特點：、特點：雜化前后軌道數(shù)目不變雜化前后軌道數(shù)目不變 雜化后的軌道能量相同，形狀相同雜化后的軌道能量相同，形狀相同 （電子云一頭大，一頭?。娮釉埔活^大，一頭?。┲髯逶氐闹髯逶氐膎s、np軌道，過渡元軌道，過渡元素素ns、np、（、（n-1）d軌道軌道 同一個原子的同一個原子的1個個 ns 軌道與軌道與3個個 np 軌道進(jìn)

4、行軌道進(jìn)行雜化組合為雜化組合為 4個個sp3 雜化軌道雜化軌道 (含含1/4原原s軌道成軌道成份和份和3/4原原p軌道成份軌道成份)。 sp3 雜化軌道間的夾角是雜化軌道間的夾角是 ：109 28，雜化軌道空間構(gòu)型雜化軌道空間構(gòu)型：正四面體形正四面體形。1、sp3 雜化雜化c2h4(sp2雜化）雜化）2、sp2 雜化雜化平面正三角形平面正三角形120 同一原子中同一原子中 s軌道與軌道與 p軌道雜化形成軌道雜化形成 sp2雜化軌道。雜化軌道。sp2 雜化軌道間的夾角是：雜化軌道間的夾角是：雜化軌道空間構(gòu)型雜化軌道空間構(gòu)型：1個個 2個個3個個+例：例：5b 2p 2p 2s sp2 sp2雜化

5、雜化bf33、sp雜化雜化：同一原子中同一原子中 s軌道與軌道與 p軌道雜化形成軌道雜化形成 sp雜化軌道。雜化軌道。sp雜化軌道夾角為：雜化軌道夾角為：雜化軌道空間構(gòu)型雜化軌道空間構(gòu)型：直線形直線形1801個個1個個2個個2s6csp雜化雜化2pspppsp雜化雜化例：例： 4be 2p 2p 2s 兩個兩個sp雜化軌道雜化軌道becl24.sp3d雜化：由中心原子的一個雜化：由中心原子的一個 s 軌道、三軌道、三個個 p 軌道和一個軌道和一個d軌道雜化組合成軌道雜化組合成五個五個新的新的 sp3d 雜化軌道。雜化軌道。 雜化軌道夾角：雜化軌道夾角：90、 120雜化軌道空間構(gòu)型：三角雙錐雜

6、化軌道空間構(gòu)型：三角雙錐如：如：pcl5中的磷原子中的磷原子5.sp3d2雜化：由中心原子的一個雜化：由中心原子的一個 s 軌道、軌道、三個三個 p 軌道和兩個軌道和兩個d軌道雜化組合成六個新軌道雜化組合成六個新的的 sp3d2 雜化軌道。雜化軌道。 雜化軌道夾角：雜化軌道夾角：90雜化軌道空間構(gòu)型：正八面體雜化軌道空間構(gòu)型：正八面體如：如：sf6中的硫原子中的硫原子雜化類型雜化類型參加雜化的參加雜化的軌道軌道雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)分子空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實實 例例價層電子價層電子對數(shù)對數(shù)s+ps+(2)ps+(3)p243 180 120四面體四面體2becl3ph4ch3bf4sicl3bc

7、l3nhsh2oh2234spsp2sp3雜化軌道間雜化軌道間的夾角的夾角直線形直線形平面三角形平面三角形三角錐三角錐v型型109.5 計算中心原子價電子對計算中心原子價電子對雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結(jié)合的中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)原子數(shù)=價電子對數(shù)價電子對數(shù)結(jié)合上述信息完成下表：結(jié)合上述信息完成下表：雜化軌道只用于形成雜化軌道只用于形成鍵或者用來容納未成鍵孤對電子鍵或者用來容納未成鍵孤對電子0+2=2sp直線形直線形0平面三角形平面三角形0+3=3sp200+4=4sp3正四面體形正四面體形0平面形平面形0+3=3sp2000+2=2sp直線形直線形1+

8、3=4sp3三角錐形三角錐形1v形形2+2=4sp32化學(xué)式化學(xué)式雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)雜化軌道類型雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)co2ch2och4c2h4中心原子孤中心原子孤對電子對數(shù)對電子對數(shù)c2h2nh3h2o雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)=中心原子的價電子對數(shù)中心原子的價電子對數(shù)含c元素的化合物通過看中心原子c有沒有形成雙鍵或三鍵來判斷中心原子的雜化類型。規(guī)律：如果有1個三鍵或兩個雙鍵，則其中有2個鍵，用去2個p軌道，形成的是sp雜化； 如：co2 c2h2 hcn 如果有1個雙鍵和2個單鍵則其中必有1個鍵，用去1個p

9、軌道，形成的是sp2雜化； 如：c2h4 ch2o 如果有4個單鍵，則形成sp3雜化。 如: ch4 c2h6試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況的成鍵情況 c c原子在形成乙烯分子時，碳原子的原子在形成乙烯分子時，碳原子的2s2s軌道與軌道與2 2個個2p2p軌道發(fā)生雜化，形成軌道發(fā)生雜化，形成3 3個個spsp2 2雜化軌道，伸向平面正雜化軌道，伸向平面正三角形的三個頂點。每個三角形的三個頂點。每個c c原子的原子的2 2個個spsp2 2雜化軌道分雜化軌道分別與別與2 2個個h h原子的原子的1s1s軌道形成軌道形成2 2個相同的個相同的鍵，各自

10、剩鍵，各自剩余的余的1 1個個spsp2 2雜化軌道相互形成一個雜化軌道相互形成一個鍵，各自沒有雜鍵，各自沒有雜化的化的l l個個2p2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成肩并肩重疊形成鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個個鍵和一個鍵和一個鍵構(gòu)成。鍵構(gòu)成。 c c原子在形成乙炔分子時發(fā)生原子在形成乙炔分子時發(fā)生spsp雜化，兩個雜化，兩個碳原子以碳原子以spsp雜化軌道與氫原子的雜化軌道與氫原子的1s1s軌道結(jié)合形成軌道結(jié)合形成鍵。各自剩余的鍵。各自剩余的1 1個個spsp雜化軌道相互形成雜化軌道相互形成1 1個個鍵

11、，兩個碳原子的未雜化鍵，兩個碳原子的未雜化2p2p軌道分別在軌道分別在y y軸和軸和z z軸軸方向重疊形成方向重疊形成鍵。所以乙炔分子中碳原子間以鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。叁鍵相結(jié)合。練習(xí)：1.下列分子中中心原子的雜化軌道類型與其他三個都不一樣下列分子中中心原子的雜化軌道類型與其他三個都不一樣的是（的是（ ）a.hcn b.co2 c.becl2 d.pcl32 2、用、用paulingpauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結(jié)構(gòu)，的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結(jié)構(gòu)，下列說法不正確的是（下列說法不正確的是（ ）a a、c c原子的四個雜化軌道的能量一樣原子的四個雜化軌

12、道的能量一樣b b、c c原子的原子的sp3sp3雜化軌道之間夾角一樣雜化軌道之間夾角一樣c c、c c原子的原子的4 4個價電子分別占據(jù)個價電子分別占據(jù)4 4個個sp3sp3雜化軌道雜化軌道d d、c c原子有原子有1 1個個sp3sp3雜化軌道由孤對電子占據(jù)雜化軌道由孤對電子占據(jù)dd3 3、根據(jù)雜化軌道理論，請預(yù)測下列分子或離子、根據(jù)雜化軌道理論，請預(yù)測下列分子或離子的幾何構(gòu)型：的幾何構(gòu)型：coco2 2 、 coco3 32-2- 、h h2 2s s、 phph3 3 4 4、乙炔分子中、乙炔分子中4 4個原子位于一條直線上，對其結(jié)構(gòu)分子個原子位于一條直線上，對其結(jié)構(gòu)分子如下：如下：（1 1）分子中的兩個碳原子都發(fā)生了）分子中的兩個碳原子都發(fā)生了 雜化，所得雜雜化，所得雜化軌道在空間位置的關(guān)系是化軌道在空間位置的關(guān)系是 ；（2 2）除了雜化軌道外，碳原子還有）除了雜化軌