雜化軌道理論(張)課件

1、第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型第2課時(shí) 雜化軌道理論第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型1雜化軌道理論的意義2雜化軌道理論的內(nèi)容3雜化方式的判斷方法4雜化軌道的類別1雜化軌道理論的意義活動：請根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型思考：為什么碳原子與氫原子結(jié)合 形成CH4，而不是CH2 ？鍵 角為什么不是90而是 10728 H1s2s2pC活動：請根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型思考：為什活動：請根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型新問題1：1.根據(jù)碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結(jié)合形成CH4，而不是CH2 ？C原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖1s1活動：請根

2、據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型新問題1：新問題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C H單鍵都應(yīng)該是完全一樣的鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p 軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論 不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷分子新問題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C H單sp3C：2s22p2 由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為 sp3雜化軌道。為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)

3、型?3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)sp3C：2s22p2 由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜 四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C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)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。 109283雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁) 四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp31.概念：在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級

4、組或相近能級組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；二、雜化理論的內(nèi)容2.要點(diǎn)：3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)1.概念：在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干不同類型能量相近（3）雜化軌道時(shí)原子軌道的形狀發(fā)生改變，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)（3）雜化軌道時(shí)原子軌道的形狀發(fā)生改變，在成鍵時(shí)更有利于軌道3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)（4）雜化軌道時(shí)原子軌道的方向發(fā)生改變，改變

5、原則為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布。（5）中心原子雜化軌道中填充的必然是鍵電子對或孤電子對；只有未雜化的p軌道才能形成鍵。3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)（4）雜化軌道時(shí)原子軌道的方向發(fā)生改變，改變原則為使相互間排x y z x y z z x y z x y z 180每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2 s 軌道和1/2 p 軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為180，呈直線型 sp 雜化：1個(gè)s 軌道與1個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成2個(gè)sp雜化軌道。sp雜化軌道的形成過程 3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)x y

6、z x y z z x y z x y z 180spsp雜化180ClClBe3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)spsp雜化180ClClBe3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁思考：HCCH中的C原子采取sp雜化方式， 分析其空間構(gòu)型，它是如何形成鍵的。3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)3雜化軌道理論P(yáng)PT(30頁)思考：HCCH中的C原子采取sp雜化方式，3雜化軌道理sp2雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 120 每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/3 s 軌道和 2/3 p 軌道的成分 每兩個(gè)軌道間的夾角為120，

7、呈平面三角形 sp2雜化：1個(gè)s 軌道與2個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成3個(gè)sp2 雜化軌道。sp2雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x yFFFB120sp2sp2雜化FFFB120sp2sp2雜化思考：H2CCH2中的C原子采取sp2雜化方式， 分析其空間構(gòu)型，它是如何形成鍵的。思考：H2CCH2中的C原子采取sp2雜化方式，x y z x y z z x y z x y z 10928sp3雜化：1個(gè)s 軌道與3個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化，形成4個(gè)sp3 雜化軌道。每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有 1/4 s 軌道和 3/4 p 軌道的成分每兩個(gè)軌道間的夾角為109

8、.5，空間構(gòu)型為正四面體型sp3雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 109sp3sp3 四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C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)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。 四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3三、雜化方式的判斷方法成鍵時(shí)中心原子雜化軌道中填充的必然是鍵電子對或孤電子對。中心原子的雜化軌道數(shù)=中心原子的價(jià)層電子對總數(shù)中心原子雜化軌道的空間構(gòu)型和價(jià)層電子對的空間構(gòu)型是完全一致的。三、雜化方式的判斷方法成鍵時(shí)中心原子雜化軌道中填充的必然是物質(zhì)價(jià)電子對數(shù)雜化軌道類型雜

9、化軌道/VSEPR構(gòu)型軌道夾角分子空間構(gòu)型鍵角BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體180180120109.5直線形直線形平面 三角形正四面體V形三角錐形180180120109.5109.5104.5107.3107.3物質(zhì)價(jià)電雜化雜化軌道/軌道分子空鍵角BeCl2CO2BF3C三、雜化理論簡介3.雜化軌道分類：sp3CH4原子軌道雜化等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合。 雜化軌道 每個(gè)軌道的成分 軌道間夾角( 鍵角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 12

10、0 sp3 1/4 s，3/4p 10928三、雜化理論簡介3.雜化軌道分類：sp3CH4原子軌道雜化等3.雜化軌道分類：三、雜化理論簡介H2O原子軌道雜化 O原子：2s22p4 有2個(gè)單電子，可形成2個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是90，Why? 2s2p2 對孤對電子雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的 不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對3.雜化軌道分類：三、雜化理論簡介H2O原子軌道雜化 四、雜化軌道分類：等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的 均勻混合。所以雜化軌道都是鍵電子對不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的 不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對排斥力：孤電子對-孤電子對孤電子對-成鍵電子對 成鍵電子對-成鍵電子對四、雜化軌道分類：等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的雜化軌道理論(張)課件三、雜化理論簡介2.要點(diǎn)：（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級組或相近能級組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；三、雜化理論簡介2.要點(diǎn)：（1）參與參加雜化的各原子軌道能量例如： Sp3 雜化 CH4分子的形