2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)第2課時(shí)雜化軌道理論學(xué)案新人教版選擇性必修2

1、第2課時(shí)雜化軌道理論課程目標(biāo)1了解雜化軌道理論的基本內(nèi)容。2能根據(jù)雜化軌道理論判斷簡(jiǎn)單分子或離子的空間構(gòu)型。圖說(shuō)考點(diǎn)基 礎(chǔ) 知 識(shí)新知預(yù)習(xí)雜化軌道理論簡(jiǎn)介1用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成在形成ch4分子時(shí)，碳原子的一個(gè)_軌道和三個(gè)_軌道發(fā)生混雜，形成四個(gè)能量相同、方向不同的_雜化軌道。四個(gè)_雜化軌道分別與四個(gè)h原子的1s軌道重疊成鍵形成ch4分子，所以四個(gè)ch鍵是等同的。可表示為2雜化軌道的類型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目ns_np_雜化軌道數(shù)目_雜化軌道間的夾角_雜化軌道示意圖立體構(gòu)型_實(shí)例becl2、co2bcl3、bf3cf4、sicl4即時(shí)性自

2、測(cè)1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)雜化軌道與參與雜化的原子軌道的數(shù)目相同，但能量不同。()(2)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同。()(3)凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構(gòu)型都是正四面體形。()(4)凡ab3型的共價(jià)化合物，其中心原子a均采用sp3雜化軌道成鍵。()(5)根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，一般可以確定其雜化方式以及vsepr模型。()2下列分子的鍵角為10928的是()accl4 bnh3ch2o dp43下列分子的立體構(gòu)型，可以用sp雜化方式解釋的是()ahcl bbecl2cbcl3 dccl44下列對(duì)sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角的比較

3、，得出結(jié)論正確的是()asp雜化軌道的夾角最大bsp2雜化軌道的夾角最大csp3雜化軌道的夾角最大dsp3、sp2、sp雜化軌道的夾角相等技 能 素 養(yǎng)提升點(diǎn)雜化軌道理論及其應(yīng)用例完成下表中的空白粒子中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型vsepr模型空間結(jié)構(gòu)ncossf2alf3nhsocl2io價(jià)層電子對(duì)數(shù)與雜化軌道數(shù)相等提升(多選)下列各組微粒中，中心原子雜化軌道類型相同的是()ah2s與of2bncl3與bcl3cpcl3與h2o2 dcocl2與sof2關(guān)鍵能力雜化軌道理論及其應(yīng)用1雜化軌道理論的要點(diǎn)(1)形成分子時(shí)，通常存在激發(fā)、雜化和軌道重疊等過(guò)程。但原子軌道的雜化只有在形成分

4、子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。(2)原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(3)一般說(shuō)來(lái)，中心原子有幾個(gè)軌道參與雜化，就會(huì)形成幾個(gè)能量相同的雜化軌道，就能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，形成對(duì)應(yīng)的分子構(gòu)型。但如果分子中存在孤對(duì)電子，分子構(gòu)型會(huì)發(fā)生變化，如h2o、nh3等。(4)sp1雜化和sp2雜化的兩種形式中，原子還有未參與雜化的p軌道，可用于形成鍵，而雜化軌道只能用于形成鍵，或者用來(lái)容納未參與成鍵的孤對(duì)電子。2雜化軌道類型(1)sp3雜化：同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè)ns軌道與三個(gè)np軌道進(jìn)行混合重新組四個(gè)新的原子軌道，即sp3雜化軌道。如ch4分子中sp3雜化

5、軌道形成示意圖：(2)sp2雜化：同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè)ns軌道與兩個(gè)np軌道進(jìn)行雜化組合成三個(gè)新的sp2雜化軌道。如c2h4分子中sp2雜化軌道形成示意圖： (3) sp1雜化：同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè)ns軌道與一個(gè)np軌道進(jìn)行雜化組合成兩個(gè)新的sp1雜化軌道。如c2h2分子中sp1雜化軌道形成示意圖：3.用雜化軌道理論解釋典型分子的空間構(gòu)型(1)nh3分子的空間構(gòu)型在形成nh3分子時(shí)，氮原子的2s和2p原子軌道發(fā)生了sp3雜化，形成四個(gè)sp3雜化軌道，但nh3分子中只有三個(gè)軌道中的未成對(duì)電子分別與h原子的1s電子形成鍵，另一個(gè)軌道中有一對(duì)孤對(duì)電子，不能再與h原子形成鍵，但孤對(duì)電子對(duì)成

6、鍵電子對(duì)有較強(qiáng)的排斥作用，使三個(gè)nh鍵鍵角變小(鍵角為107.3)，所以氨分子的空間構(gòu)型為三角錐形。(2) bf3分子的空間構(gòu)型b原子的電子排布為1s22s22p1，在形成bf3分子時(shí)，b原子的一個(gè)2s電子激發(fā)到一個(gè)空的2p軌道中，使b原子的電子排布變?yōu)?s22s12p2p。b原子的2s和兩個(gè)2p軌道發(fā)生了sp2雜化，組合成三個(gè)sp2雜化軌道，b原子的三個(gè)sp2雜化軌道分別與f原子的一個(gè)2p軌道重疊形成三個(gè)sp2p 鍵。由于三個(gè)sp2雜化軌道在同一平面上，而且?jiàn)A角是120，所以bf3分子具有平面三角形結(jié)構(gòu)。(3)becl2分子的空間構(gòu)型be原子的電子排布為1s22s2，在形成becl2分子時(shí)，

7、be原子的一個(gè)2s電子激發(fā)到一個(gè)空的2p軌道中，經(jīng)過(guò)雜化形成兩個(gè)sp1雜化軌道，與cl原子中的3p軌道重疊形成兩個(gè)sp1p鍵。由于雜化軌道的夾角是180，所以形成的becl2分子的空間構(gòu)型是直線形。sp雜化軌道和簡(jiǎn)單分子幾何構(gòu)型的關(guān)系形成性自評(píng)1.下列關(guān)于雜化軌道的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()a.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化b.軌道數(shù)目雜化前后可以相等，也可以不等c.雜化軌道能量集中，有利于牢固成鍵d.ch4分子中兩個(gè)sp3雜化軌道的夾角為109282.下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()a.c2h2與c2h4bco2與so2c.ch4與nh3 dbecl2與bf33.下列對(duì)乙烯分子中化

8、學(xué)鍵的分析正確的是()a.sp2雜化軌道形成鍵、未雜化的2p軌道形成鍵b.sp2雜化軌道形成鍵、未雜化的2p軌道形成鍵c.c、h之間是sp2雜化軌道形成的鍵，c、c之間是未能參加雜化的2p軌道形成的鍵d.c、c之間是sp2雜化軌道形成的鍵，c、h之間是未能參加雜化的2p軌道形成的鍵4.在brch=chbr分子中，cbr鍵采用的成鍵軌道是()a.spp bsp2sc.sp2p dsp3p5.下列說(shuō)法正確的是()a.凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是四面體形b.ch4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)h原子的1s軌道和c原子的2p軌道混合而形成的c.乙炔分子中，兩個(gè)碳原子均采用sp

9、2雜化d.sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混合起來(lái)形成的一組能量相等的新軌道6.下列分子或離子中，其中心原子的雜化方式和分子或離子的空間構(gòu)型均正確的是()a.c2h2：sp2、直線形 bso：sp3、三角錐形c.h3o：sp3、v形 dbf3：sp2、平面三角形7.在so2分子中，分子的立體構(gòu)型為v形，s原子采用sp2雜化，那么so2的鍵角()a.等于120 b大于120c.小于120 d等于1808.利用雜化軌道理論填寫(xiě)下表。分子或離子中心原子雜化類型立體構(gòu)型cosif4bhchasbr3h2fbef2scl2第2課時(shí)雜化軌道理論基礎(chǔ)知識(shí)新知預(yù)習(xí)一、1.2s2p

10、sp3sp3211112323418012010928直線形平面三角形正四面體形即時(shí)性自測(cè)1(1)(2)(3)(4)(5)2解析：a、b、c三項(xiàng)中心原子均以sp3雜化，但b、c兩項(xiàng)中含有孤電子對(duì)(nh3：1對(duì)；h2o：2對(duì))，故a項(xiàng)鍵角為10928。d項(xiàng)無(wú)雜化軌道，pp鍵之間的鍵角為60。答案：a3解析：hcl為雙原子分子，雙原子分子中不存在雜化過(guò)程；ccl4分子的立體構(gòu)型呈正四面體形，碳原子以4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氯原子的各1個(gè)3p軌道重疊形成4個(gè)鍵；becl2是直線形分子，鈹原子以2個(gè)sp雜化軌道分別與2個(gè)氯原子的各1個(gè)3p軌道重疊形成2個(gè)鍵；bcl3為平面三角形結(jié)構(gòu)，硼原子以3個(gè)s

11、p2雜化軌道分別與3個(gè)氯原子的各1個(gè)3p軌道重疊形成3個(gè)鍵。答案：b4解析：sp雜化軌道的夾角為180，sp2雜化軌道的夾角為120，sp3雜化軌道的夾角為10928。答案：a技能素養(yǎng)例答案：粒子中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型vsepr模型空間構(gòu)型n2sp直線形直線形cos2sp直線形直線形sf24sp3四面體v形alf33sp2平面三角形平面三角形nh4sp3四面體v形socl23sp2平面三角形平面三角形io4sp3四面體三角錐形提升解析：h2s與of2中中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，發(fā)生sp3雜化，a正確；ncl3與bcl3分子中中心原子雜化方式分別為sp3、sp2雜化，b錯(cuò)誤；

12、pcl3與h2o2中中心原子雜化方式均為sp3雜化，c正確；cocl2與sof2的中心原子雜化方式分別為sp2、sp3雜化，d錯(cuò)誤。答案：ac形成性自評(píng)1解析：參與雜化的原子軌道，其能量不能相差太大，如1s軌道與2s、2p軌道能量相差太大，不能形成雜化軌道，即同一原子中只有能量相近的原子軌道才能參與雜化，故a正確；軌道數(shù)目雜化前后一定相等，故b錯(cuò)誤；雜化軌道的電子云一頭大一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可使電子云重疊程度更大，形成牢固的化學(xué)鍵，故c正確；ch4分子中每?jī)蓚€(gè)sp3雜化軌道的夾角都為10928，故d正確。答案：b2解析：c2h2分子中的c采用sp1雜化，c2h4分子中的c采用sp2雜化

13、，故a不正確；co2分子中的c采用sp1雜化，so2分子中的s采用sp2雜化，故b不正確；ch4分子中的c采用sp3雜化，nh3分子中的n也采用sp3雜化，故c正確；becl2分子中的be采用sp1雜化，bf3分子中的b采用sp2雜化，故d不正確。答案：c3解析：乙烯分子中存在4個(gè)ch鍵和1個(gè)c=c鍵，c原子上無(wú)孤電子對(duì)，鍵電子對(duì)數(shù)為3，則c原子采取sp2雜化，c、h之間是sp2雜化軌道形成的鍵，c、c之間有一個(gè)是sp2雜化軌道形成的鍵，另一個(gè)是未參加雜化的2p軌道形成的鍵。答案：a4解析：brch=chbr 分子中的兩個(gè)碳原子都是采取sp2雜化，溴原子的價(jià)電子排布式為4s24p5,4p軌道上

14、有一個(gè)單電子，與碳原子的一個(gè)sp2雜化軌道成鍵，故cbr鍵采用的成鍵軌道是sp2p，c項(xiàng)正確。答案：c5解析：中心原子采取sp3雜化的分子，vsepr模型是四面體形，但其立體構(gòu)型不一定是四面體形，如水和氨氣分子中的中心原子均采取sp3雜化，但h2o是v形分子，nh3是三角錐形分子，a項(xiàng)錯(cuò)誤；甲烷分子中碳原子形成4個(gè)鍵且不含孤電子對(duì)，碳原子采取sp3雜化，這4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)ch鍵，b項(xiàng)錯(cuò)誤；乙炔分子中每個(gè)c原子形成2個(gè)鍵和2個(gè)鍵，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，且不含孤電子對(duì)，故c原子均為sp雜化，c項(xiàng)錯(cuò)誤；同一個(gè)原子中能量相近的s軌道和p軌道通過(guò)雜化可形成一組能量相等的新軌道，d項(xiàng)正確。答案：d6解析：乙炔的結(jié)構(gòu)式為hcch，每個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2，且不含孤電子對(duì)，所以c原子均采取sp雜化，c2h2為直線形結(jié)構(gòu)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；so的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)4(6242)4，所含孤電子對(duì)數(shù)為0，雜化軌道數(shù)為4，s原子采取sp3雜化，分子的空間構(gòu)型為正四面體形，b項(xiàng)錯(cuò)誤；h3o的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)3(6131)4，所以中心原子采取sp3雜化，因該離子中含有一對(duì)孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為三角錐形，c項(xiàng)錯(cuò)誤；bf3的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)303，雜化軌道數(shù)為3，所以b原子采取sp2雜化，所含孤電子對(duì)數(shù)為0，所以其空間