【課件】雜化軌道理論簡(jiǎn)介++課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課時(shí)7雜化軌道理論簡(jiǎn)介第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1min自學(xué)指導(dǎo)

6min閱讀課本第47-49頁，完成大本38-39自學(xué)檢測(cè) 3min√√××BBF3是sp2雜化，NH3是sp3雜化CH3Cl是四面體形，NH3是三角錐形，H3O是V形CC我們知道CH4呈正四面體，甲烷中四個(gè)C—H的鍵長(zhǎng)、鍵能相同，H—C—H的鍵角為109

28′，按照我們學(xué)過的價(jià)鍵理論如何解釋？【新課導(dǎo)入】教師點(diǎn)撥25min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109°28?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)型?原子軌道的雜化：原子形成分子的過程中，中心原子若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化雜化軌道：所形成的新軌道就稱為雜化軌道1、概念一.雜化理論軌道簡(jiǎn)介2、雜化的條件：(1)只有在形成化學(xué)鍵時(shí)才能雜化(2)只有能量相近的軌道間才能雜化3.雜化類型(1)參與雜化的各原子軌道能量要相近(2)雜化軌道數(shù)等于參與雜化的原子軌道數(shù)(3)雜化后原子軌道的伸展方向、形狀發(fā)生變化。雜化軌道的電子云一頭大一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可使電子云的重疊程度更大，形成牢固的化學(xué)鍵。遵循雜化軌道間斥力最小原理。(4)雜化軌道用于形成分子的σ鍵和孤電子對(duì)

(π鍵是由未雜化的p軌道來形成的)。4.要點(diǎn)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。sp3雜化軌道含有1/4s軌道和3/4p軌道.兩個(gè)軌道間的夾角為109.5°，空間構(gòu)型為正四面體形(1)sp3雜化5、雜化類型與分子的構(gòu)型sp3

雜化——CH4分子的形成C：2s22p2沒有4個(gè)成單電子2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)甲烷分子中碳原子的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)完全相同的s-sp3σ鍵，呈正四面體形。H2O和NH3的中心原子也是采用sp3雜化的，因此H2O和NH3的VSEPR模型也是四面體形的，但水分子氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù)，而氨分子的氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù)。105°107°xyzxyzzxyzxyz120°sp2雜化軌道含有1/3s軌道和2/3p軌道成分.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(2)sp2雜化2s2pB的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)平面三角形sp2雜化態(tài)120°FFFBsp2雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒有3個(gè)成單電子：：：：：：乙烯

CH2=CH2碳原子的3個(gè)sp2雜化軌道有一個(gè)相互重疊形成σ鍵，另外2個(gè)雜化軌道與氫原子1s軌道重疊形成兩個(gè)σ鍵，未參與雜化的2P軌道相互重疊形成π鍵。Csp22pz↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基態(tài)能量混雜激發(fā)態(tài)雜化軌道π鍵單電子σ鍵單電子xyzxyzzxyzxyz(3)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180°180°ClClBesp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個(gè)電子ClClsppxpx激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化直線形sp雜化態(tài)乙炔CH≡CH碳原子的2個(gè)sp雜化軌道有一個(gè)相互重疊形成σ鍵，另外1個(gè)雜化軌道與氫原子1s軌道重疊形成兩個(gè)σ鍵，未參與雜化的2個(gè)2P軌道相互重疊形成2個(gè)π鍵。Csp

2py2pz↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基態(tài)能量混雜激發(fā)態(tài)雜化軌道π鍵單電子σ鍵單電子雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對(duì)雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)6、雜化類型判斷：=δ鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類型VSEPR模型2sp直線形3sp2平面三角形4sp3四面體形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（VSEPR模型）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直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形或V形正四面體,三角錐形或V形1、等電子原理：

原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子(即等電子體)具有相似的化學(xué)鍵特征等電子體中心原子雜化類型相同等電子體粒子間具有相同的空間結(jié)構(gòu)等電子體粒子間具有相同的化學(xué)鍵類型等電子體粒子間物理性質(zhì)相近化學(xué)性質(zhì)可能不同2、等電子體的特征

判斷一些陌生分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)，成鍵情況及其對(duì)應(yīng)物質(zhì)的某些性質(zhì)（極性，溶解性等）SO42-和PO43-是等電子體，

中心原子都是SP3雜化，

都是正四面體的空間構(gòu)型。

SO2和O3是等電子體，O3雖然是單質(zhì)但是臭氧是極性分子，是V形分子。3、等電子體的應(yīng)用

1、同族元素替換法將既定粒子中的某元素?fù)Q成它的同族元素CCl4GeSiFBrICCl4,CF4,CBr4,GeCl4,SiCl4,SiF4等都是正四面體結(jié)構(gòu)SO2---O3SO42----S2O32-4、等電子體的確定方法

N2NO+O22+CN-C22-CO2、同周期

價(jià)層電子遷移法SO42-ClO4-PO43--SiO44-CO2CNO-CN22-N3-SCN-CS2COSN2ONO2+①兩個(gè)原子分別替換原子序數(shù)增加和減少n的原子②一個(gè)或幾個(gè)原子替換原子序數(shù)增加(或減少)n的原子，同時(shí)帶n個(gè)單位正電荷(負(fù)電荷)5、常見的等電子體類型實(shí)例空間構(gòu)型雙原子10e－三原子16e－三原子18e－四原子24e－五原子8e－五原子32e－CS2、N2O、NO2、SCN－+CO、NO＋、CN－、C22-SO2、NO2－N2CO2O3CO3,NO3,SiO32－,BF3,SO32－－SO4、PO4、BF4、CCl4,SiF42－3－－直線形直線形V形平面三角形正四面體形CH4、SiH4、NH4+正四面體形雜化類型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'VSEPR模型直線形平面三角形正四面體形實(shí)例CO2、C2H2BF3、C2H4CH4、C2H6代表物價(jià)層電子對(duì)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O0+2=2sp直線形0+3=3sp2平面三角形0+4=4sp3正四面體形1+2=3sp2V形1+3=4sp3三角錐形2+2=4sp3V形雜化軌道理論要點(diǎn)及中心原子的雜化軌道類型的判斷2s22p2，這些價(jià)電子的能量不完全相同，2s電子與2p電子的能量不同，但相近，有2個(gè)成單電子。能。2s軌道的電子激發(fā)后可以進(jìn)入2p軌道。

中心原子的價(jià)層電子對(duì)之間存在靜電斥力，使得分子的空間結(jié)構(gòu)總是采取價(jià)層電子對(duì)相互排斥作用最小的構(gòu)型，以使彼此之間的斥力最小，體系能量最低，最穩(wěn)定。價(jià)層電子對(duì)之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：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)孤對(duì)電子總是處于斥力最小的位置Dsp正四面體三角錐形大于H2O中氧原子上有兩個(gè)孤電子對(duì)，H3O＋中氧原子上有一個(gè)孤電子對(duì)，H2O中孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大于H3O＋中孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力C=O對(duì)C—C的斥力大于C—O對(duì)C—C的斥力大于完成課本P51第9題原子總數(shù)粒子中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型空間構(gòu)型3CO2SO2H2OHCN4BF3NH3H3O+CH2O5CH4SO42-0sp直線形1sp2V形2sp3V形0sp直線形0sp2平面三角形1sp3三角錐形1sp3三角錐形0sp2平面三角形0sp3正四面體形0sp3正四面體形價(jià)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱雜化軌道數(shù)中心原子的雜化軌道類型分子的空間構(gòu)型實(shí)例

直線形平面三角形四面體形平面三角形四面體形四面體形spsp2sp3sp2sp3VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型的關(guān)系sp3直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體形234344234344【歸納小結(jié)】H2OSO3BeCl2,CO2SO2NH3CH4,CCl4=1+3=1+2=0+3=2+2=0+4思考與討論:NO2+NO2NO2—NO3—孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型中心原子雜化類型粒子的真實(shí)空間結(jié)構(gòu)鍵角大小0.5+2=2.5sp2雜化(5－2×2)÷2=0.51個(gè)單電子，看做1對(duì)孤電子(4－2×2)÷2=0(6－2×2)÷2=1(6－3×2)÷2=0→取30+2=21+2=30+3=3平面三角形sp2雜化V形直線形sp雜化平面三角形sp2雜化平面三角形?V形直線形平面正三角形斥力小斥力大<120°>120°NO2+NO3—NO2NO2—>>>