雜化軌道理論-(公開課)

1、第二節(jié)第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu)分子的立體結(jié)構(gòu)（雜化軌道理論）（雜化軌道理論）中心原子中心原子分子分子類型類型中心原子中心原子結(jié)合的原子數(shù)結(jié)合的原子數(shù)代表物代表物空間構(gòu)型空間構(gòu)型無孤對(duì)電子無孤對(duì)電子AB22CO2AB33CH2OAB44CH4有孤對(duì)電子有孤對(duì)電子AB22H2OAB33NH3直線形直線形平面三角形平面三角形正四面體正四面體V 形形三角錐形三角錐形二、價(jià)層電子對(duì)互斥模型二、價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR(VSEPR模型模型) )一、形形色色的分子一、形形色色的分子復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 回回 顧顧3.3.如果如果C C原子就以個(gè)原子就以個(gè)s s軌道和個(gè)軌道和個(gè)p p軌道上的軌道上的單電子，分別與四

2、個(gè)原子的單電子，分別與四個(gè)原子的s s軌道上的單電子軌道上的單電子重疊成鍵，所形成的四個(gè)共價(jià)鍵能否完全相同？重疊成鍵，所形成的四個(gè)共價(jià)鍵能否完全相同？這與這與CHCH分子的實(shí)際情況是否吻合？分子的實(shí)際情況是否吻合？思考與交流思考與交流1.1.回憶：回憶： CHCH分子中分子中C C原子形成幾個(gè)共價(jià)鍵？分原子形成幾個(gè)共價(jià)鍵？分子空間構(gòu)型怎樣？子空間構(gòu)型怎樣？ 2. 2.寫出基態(tài)寫出基態(tài)C C原子價(jià)電子的電子排布圖原子價(jià)電子的電子排布圖, ,并推測(cè)：并推測(cè)：CHCH分子的分子的C C原子怎樣才能形成四個(gè)共價(jià)鍵？原子怎樣才能形成四個(gè)共價(jià)鍵？鍵長(zhǎng)、鍵能相同，鍵角相同為鍵長(zhǎng)、鍵能相同，鍵角相同為1092

3、82s 2px 2py 2pz 為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論理論三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介2s2pC的基態(tài)的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)正四面體形正四面體形sp3 雜化態(tài)雜化態(tài)激發(fā)激發(fā)雜化雜化sp3 雜化雜化 四個(gè)四個(gè)H原子分別以原子分別以1s軌道與軌道與C原子上的四個(gè)原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的和鍵角都完全相同的s-sp3鍵，形成一個(gè)正四面鍵，形成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。體構(gòu)型的分子。 10928 在形成分子時(shí)，由于原子的相互影響，在形成分子時(shí)

4、，由于原子的相互影響，同同一原子中的若干不同類型、能量相近的原子一原子中的若干不同類型、能量相近的原子軌道混合起來，重新分配能量和調(diào)整空間方軌道混合起來，重新分配能量和調(diào)整空間方向組成數(shù)目相同、能量相等的新的原子軌道向組成數(shù)目相同、能量相等的新的原子軌道 這種軌道重新組合的過程稱為原子軌道的這種軌道重新組合的過程稱為原子軌道的“雜化雜化”（混合平均化混合平均化） 1. 1. 雜化軌道概念雜化軌道概念三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介180實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)測(cè)得: 兩個(gè)共價(jià)鍵，直線形分子（鍵角兩個(gè)共價(jià)鍵，直線形分子（鍵角180） ClBeCl 探究探究1：BeCl2分子的形成分子的形成 Be原子

5、價(jià)電子排布式：原子價(jià)電子排布式：2s2 沒有未成對(duì)電子沒有未成對(duì)電子ClClBe 3 雜化類型雜化類型（1）sp雜化雜化一個(gè)一個(gè)2s 和一個(gè)和一個(gè)2 p 軌道雜化軌道雜化,形成形成2個(gè)個(gè)sp雜化雜化軌道軌道每個(gè)每個(gè)sp雜化軌道的形狀為雜化軌道的形狀為 一頭大，一頭??；一頭大，一頭??；含有含有1/2 s 軌道和軌道和1/2 p 軌道的成分；軌道的成分；兩個(gè)軌道間的夾角為兩個(gè)軌道間的夾角為180，呈，呈直線型。直線型。1個(gè)個(gè)s 軌道與軌道與1個(gè)個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化, 形成形成2個(gè)個(gè)sp 雜化軌道。雜化軌道。 BeCl2分子的形成分子的形成 為使軌道間的排斥能最小，軌道間的夾角為為使軌

6、道間的排斥能最小，軌道間的夾角為180 。 sp雜化軌道的形成和空間取向示意圖雜化軌道的形成和空間取向示意圖乙炔乙炔(C2H2)分子形成分子形成2s2pC的基態(tài)的基態(tài)激發(fā)激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)雜化雜化 sp 2p 2pCO2分子分子怎樣形成的? 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，三個(gè)共價(jià)鍵，實(shí)驗(yàn)測(cè)得，三個(gè)共價(jià)鍵，平面三角形分子（鍵角平面三角形分子（鍵角120）。）。B原子價(jià)電子排布式：原子價(jià)電子排布式：2s22p1，有一，有一個(gè)未成對(duì)電子個(gè)未成對(duì)電子120FFFB 探究探究2：BF3 分子的形成分子的形成 （2）sp2雜化雜化 1個(gè)個(gè)2s 軌道與軌道與2個(gè)個(gè)2p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化,形成形成3個(gè)個(gè)sp2

7、雜雜化軌道?；壍?。 每個(gè)每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有小，含有 1/3 s 軌道和軌道和 2/3 p 軌道的成分軌道的成分,每每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為兩個(gè)軌道間的夾角為120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2雜化雜化：1個(gè)個(gè)s 軌道與軌道與2個(gè)個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化, 形成形成3個(gè)個(gè)sp2 雜化軌道。雜化軌道。乙烯（乙烯（C2H4）分子的形成）分子的形成激發(fā)激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)2s2pC的基態(tài)的基態(tài)雜化雜化 s p 2 2p （3）sp3雜化雜化 sp3雜化雜化：1個(gè)個(gè)s 軌道與軌道與3個(gè)個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化, 形成形

8、成4個(gè)個(gè)sp3 雜化軌道。雜化軌道。 每個(gè)每個(gè)sp3雜化軌道的形狀雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，也為一頭大，一頭小， 含有含有 1/4 s 軌道和軌道和 3/4 p 軌道的成分軌道的成分 每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為10928，正四面體形，正四面體形CH4分子的形成分子的形成NH3 的空間構(gòu)型的空間構(gòu)型 3NHNHHH雜化3sp2ps2不等性雜化不等性雜化的空間構(gòu)型的空間構(gòu)型2H O大大 鍵鍵 （離域鍵）（離域鍵）C6H6雜雜 化化 類類 型型spspspsp2 2spsp3 3參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道 雜雜 化化 軌軌 道道 數(shù)數(shù) 雜化軌道雜化軌道間夾角間夾角 空

9、空 間間 構(gòu)構(gòu) 型型 實(shí)實(shí) 例例 3.3.三種三種spsp雜化軌道類型的比較雜化軌道類型的比較 1個(gè)個(gè)s + 2個(gè)個(gè)p1個(gè)個(gè) s + 1個(gè)個(gè)p1個(gè)個(gè)s + 3個(gè)個(gè)p2個(gè)個(gè)sp雜化雜化軌道軌道3個(gè)個(gè)sp2雜化軌道雜化軌道4個(gè)個(gè)sp3雜化軌道雜化軌線形直線形平面三角形平面三角形正四面體形正四面體形BeCl2 BF3 CH4 雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù) = = 中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)= = 中心原子中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)0+2=2sp直線形直線形0+3=3sp2平面三角形平面三角形1+2=3sp2 V形形0+4=

10、4sp3正四體正四體形形1+3=4sp3三角錐形三角錐形2+2=4sp3V形形代表物代表物價(jià)層電子對(duì)價(jià)層電子對(duì)數(shù)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)CO2CH2OSO2CH4NH3H2O4.4.中心原子雜化類型判斷的一般方法中心原子雜化類型判斷的一般方法知識(shí)小結(jié)三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介 1. 1. 雜化軌道概念雜化軌道概念 2.2.雜化軌道理論的要點(diǎn)雜化軌道理論的要點(diǎn) 3.3.三種三種spsp雜化軌道類型的比較雜化軌道類型的比較 sp雜化軌道雜化軌道直線形，夾角直線形，夾角180 2個(gè)個(gè) sp2雜化軌道雜化軌道平面三角形，夾角平面三角形，夾角1203個(gè)個(gè) sp3雜化軌道雜化軌道正四面體形，夾角正四面體形，夾角109284個(gè)個(gè) 4.4.中心原子雜化類型判斷的一般方法中心原子雜化類型判斷的一般方法 雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù) = 中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)= 中心原子孤對(duì)電子對(duì)中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)1：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是 ACO2與與SO2 BCH4與與NH3 ( ) CBeCl2與與BF3 DC2H2與與C2H4B 2：對(duì)：對(duì)SO2與與CO2說法正確的是說法正確的是( ) A都是直線形結(jié)構(gòu)都是直線形結(jié)構(gòu) B中心原子都采取中心