版高中化學(xué)選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第二章 第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型(第2課時(shí))

江西省教育信息技術(shù)研究“十二五”規(guī)劃2012年度課題《基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)課件庫的建設(shè)與應(yīng)用研究》

（課題編號(hào)：GDK-2012-G-72883）

主持人：桂耀榮2023/2/11江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第2課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2023/2/12江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮活動(dòng)：請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型新問題1：1.寫出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雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/13江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮新問題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σ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，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/14江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮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。雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/15江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮為了四個(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)型?雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/16江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮

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-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/17江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮

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-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/18江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮三、雜化理論簡(jiǎn)介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。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(jí)組或相近能級(jí)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；雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/19江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/110江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮（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；雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/111江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2s

軌道和1/2p

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。雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/112江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個(gè)電子，spsp雜化ClClsppxpx雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/113江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分，每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為120°，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。雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/114江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮120°FFFB例如：Sp2

雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒有3個(gè)成單電子sp2sp2雜化雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/115江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3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1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分，每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為109.5°，空間構(gòu)型為正四面體型雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/116江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮例如：Sp3

雜化——CH4分子的形成sp3C：2s22p2雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/117江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮其它雜化方式

dsp2雜化、sp3d雜化、sp3d2雜化、d2sp3雜化、sp3d2雜化例如：sp3d2雜化：SF6構(gòu)型：四棱雙錐正八面體此類雜化一般是金屬作為中心原子用于形成配位化合物雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/118江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮三、雜化理論簡(jiǎn)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)

sp1/2s，1/2p180°

sp21/3s，2/3p120°

sp31/4s，3/4p109°28′雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/119江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮3.雜化軌道分類：三、雜化理論簡(jiǎn)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(duì)孤對(duì)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(duì)雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/120江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮排斥力：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)>孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì)雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/121江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮三、雜化理論簡(jiǎn)介4.雜化類型判斷：因?yàn)殡s化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對(duì)，故有雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。=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)雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/122江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮三、雜化理論簡(jiǎn)介4.雜化類型判斷：A的價(jià)電子對(duì)數(shù)234A的雜化軌道數(shù)雜化類型A的價(jià)電子空間構(gòu)型A的雜化軌道空間構(gòu)型ABm型分子或離子空間構(gòu)型對(duì)于ABm型分子或離子，其中心原子A的雜化軌道數(shù)恰好與A的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等。234spsp2sp3直線形平面三角形正四面體直線形平面三角形正四面體直線形平面三角形或V形正四面體三角錐形或V形雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/123江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮例1：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)價(jià)電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對(duì)空間構(gòu)型軌道夾角分子空間構(gòu)型鍵角氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體180°180°120°109.5°直線形直線形平面三角形正四面體V形三角錐形180°180°120°109.5°109.5°104.5°107.3°107.3°課堂練習(xí)雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/124江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮例2、對(duì)SO2與CO2說法正確的是（）A．都是直線形結(jié)構(gòu)

B．中心原子都采取sp雜化軌道

C．S原子和C原子上都沒有孤對(duì)電子

D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/125江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/126江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮

C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C原子的2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道形成2個(gè)相同的σ鍵，各自剩余的1個(gè)sp2雜化軌道相互形成一個(gè)σ鍵，各自沒有雜化的l個(gè)2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成。雜化軌道理論簡(jiǎn)介2023/2/127江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮

C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生sp雜化，兩個(gè)碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道