【課件】雜化軌道++課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)

分子的空間結(jié)構(gòu)

第二課時(shí)

雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

思考與討論2/22人教版（2019）選擇性必修二

請同學(xué)們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原子電子排布圖（軌道表示式）1s22s22p2H電子排布圖1s1思考與討論人教版（2019）選擇性必修二

我們已經(jīng)知道，甲烷分子呈正四面體形，它的4個(gè)C—H的鍵長相同，H-C-H的鍵角為109°28'。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，不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷分子。為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論3/22思考與討論人教版（2019）選擇性必修二

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。109°28'4/22思考與討論人教版（2019）選擇性必修二

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?109°28'

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)正四面體形的分子。

5/22一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

1.雜化軌道理論：雜化軌道理論是一種價(jià)鍵理論，是鮑林為了解釋分子的空間結(jié)構(gòu)提出的。2.雜化軌道：①在外界條件影響下，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道發(fā)生混雜，重新組合形成一組能量相等、成分相同的新軌道的過程叫做原子軌道的雜化。②原子軌道雜化后形成的一組新的原子軌道，叫做雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。6/22一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

3.要點(diǎn)：(1)原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近(如2s、2p)的原子軌道可重新組合成雜化軌道，原子軌道的雜化只有在形成分子時(shí)才會發(fā)生。(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)，且雜化軌道的能量相同。(3)雜化改變了原子軌道的形狀、伸展方向，雜化使原子的成鍵能力增加。(4)為使相互間的排斥最小，雜化軌道在空間取最大夾角分布。同一組雜化軌道的伸展方向不同，但形狀完全相同。7/22一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

4.雜化軌道的特征：(1)雜化前后軌道數(shù)不變(2)雜化過程中軌道的形狀發(fā)生變化(3)雜化后形成的化學(xué)鍵更穩(wěn)定(4)雜化后的新軌道能量、形狀都相同(5)雜化后的軌道之間盡可能遠(yuǎn)離。(6)雜化軌道只用于形成σ鍵和容納孤電子對8/22（1）sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°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°，呈直線形

sp

雜化：1個(gè)ns軌道與1個(gè)np軌道雜化而成的。形成2個(gè)sp

雜化軌道。一雜化軌道理論簡介5.雜化軌道的類型及分子的空間構(gòu)型：人教版（2019）選擇性必修二

9/22180°ClClBe例如：sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個(gè)電子ClClsppxpxspsp雜化一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

10/22練習(xí)1：分析C2H2的雜化方式C2p22s2基態(tài)原子：H1s1激發(fā)態(tài)原子：C2p32s1雜化后：一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

11/22（2）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

軌道的成分每兩個(gè)軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個(gè)ns軌道與2個(gè)np軌道雜化而成的。形成3個(gè)sp2雜化軌道。一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

12/22120°FFFB例如：sp2雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒有3個(gè)單電子sp2sp2雜化一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

13/22練習(xí)2：分析C2H4的雜化方式C2s2基態(tài)原子：H1s1激發(fā)態(tài)原子：C2p32s1雜化后：HHHH2p2一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

14/22練習(xí)3：請結(jié)合價(jià)鍵理論分析BH3的分子結(jié)構(gòu)BH2p12s21s1基態(tài)原子：激發(fā)態(tài)原子：B2p22s1雜化后：HHH一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

注意：sp、sp2兩種雜化形式中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵，而雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。15/22sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：1個(gè)ns軌道與3個(gè)np軌道雜化而成的,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

軌道的成分每兩個(gè)軌道間的夾角為109°28′，空間構(gòu)型為正四面體形一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

16/22一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

sp3雜化軌道的形成過程

17/22例如：sp3雜化——CH4分子的形成sp3C：2s22p2一雜化軌道理論簡介人教版（2019）選擇性必修二

18/22一表2-1雜化軌道類型及分子的空間結(jié)構(gòu)

雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化軌道的數(shù)目234雜化軌道間的夾角180°120°109°28'空間結(jié)構(gòu)名稱直線形平面三角形正四面體形實(shí)例CO2、C2H2BF3、CH2OCH4、CCl4人教版（2019）選擇性必修二

雜化軌道理論簡介19/22對于ABn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)電子對數(shù)相等。A的價(jià)電子對數(shù)234A的雜化軌道數(shù)雜化類型A的價(jià)電子空間構(gòu)型(VSEPR模型)A的雜化軌道空間構(gòu)型ABn型分子或離子空間構(gòu)型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BF3或V形SO2正四面體、三角錐形或