2024-2025學(xué)年高二化學(xué)選擇性必修2（魯教版）教學(xué)課件 第2章 第2節(jié) 第1課時(shí) 雜化軌道理論簡(jiǎn)介

1.理解雜化軌道理論的主要內(nèi)容，并能用雜化軌道理論解釋或預(yù)測(cè)某些分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)第1課時(shí)雜化軌道理論1、寫出C原子電子排布圖，并由此推測(cè)：C原子有沒有可能形成四個(gè)共價(jià)鍵？怎樣才能形成四個(gè)共價(jià)鍵？2、如果C原子就以1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道上的單電子，分別與四個(gè)H原子的1s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？這與CH4分子的實(shí)際情況是否吻合？109°28′sp3雜化軌道的形成過(guò)程xyzxyzzxyzxyz109°28′sp3雜化軌道由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化而得到四個(gè)sp3雜化軌道。每個(gè)雜化軌道的s成分為1/4，p成分為3/4，四個(gè)雜化軌道在空間分布呈正四面體，互成109o28′例如：CH4、NH3、H2O能量雜化前雜化后p軌道稍大于s軌道，但是在同一能級(jí)組中，能量接近雜化軌道的能量處于s與p軌道之間，4個(gè)軌道能量相等雜化前后軌道的比較雜化：原子內(nèi)部能量相近的原子軌道，在外界條件影響下重新組合的過(guò)程叫原子軌道的雜化雜化軌道：原子軌道組合雜化后形成的一組新軌道雜化軌道類型：sp、sp2、sp3等雜化結(jié)果：重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等成鍵能力更強(qiáng)的原子軌道雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對(duì)電子雜化類型參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價(jià)電子層軌道雜化軌道間夾角空間構(gòu)型共價(jià)鍵類型與數(shù)量1個(gè)s+3個(gè)psp34個(gè)sp3雜化軌道109028’正四面體無(wú)總結(jié)一：sp3雜化的要點(diǎn)問2、通過(guò)觀察示意圖，描述甲烷中共價(jià)鍵的形成過(guò)程4+→HCCH41ssp3雜化類型參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價(jià)電子層軌道雜化軌道間夾角空間構(gòu)型共價(jià)鍵類型與數(shù)量1個(gè)s+3個(gè)psp34個(gè)sp3雜化軌道109028’正四面體無(wú)4個(gè)σ鍵四個(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，形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3的σ鍵?？偨Y(jié)一：sp3雜化的要點(diǎn)雜化類型參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價(jià)電子層軌道雜化軌道間夾角空間構(gòu)型共價(jià)鍵類型與數(shù)量1個(gè)s+3個(gè)psp34個(gè)sp3雜化軌道109028’正四面體無(wú)總結(jié)一：sp3雜化的要點(diǎn)問3、四個(gè)雜化軌道為什么采取四面體構(gòu)型，即4個(gè)軌道的伸展方向分別指向正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)？而不是形成平面四邊形等構(gòu)型呢？通過(guò)觀察示意圖回答。4個(gè)σ鍵3、雜化后軌道的空間構(gòu)型為什么是正四面體109.50？一、甲烷分子的空間構(gòu)型與雜化軌道理論【問題探究一】sp3雜化軌道的空間取向示意圖雜化類型參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價(jià)電子層軌道雜化軌道間夾角空間構(gòu)型共價(jià)鍵類型與數(shù)量1個(gè)s+3個(gè)psp34個(gè)sp3雜化軌道109028’正四面體無(wú)為了使四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，體系最穩(wěn)定，4個(gè)雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，軌道間夾角為109028’

。總結(jié)一：sp3雜化的要點(diǎn)4個(gè)σ鍵sp2雜化軌道的形成過(guò)程xyzxyzzxyzxyz120°sp2雜化軌道由1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道雜化而得到三個(gè)sp2雜化軌道。三個(gè)雜化軌道在空間分布是在同一平面上，互成120o例如：C2H4問3：乙烯分子中各個(gè)鍵的形成過(guò)程及鍵的類型。

兩個(gè)碳原子的sp2雜化軌道沿各自對(duì)稱軸形成sp2-sp2

鍵，另兩個(gè)sp2雜化軌道分別與兩個(gè)氫原子的1s軌道重疊形成兩個(gè)sp2-s鍵，兩個(gè)pz軌道分別從側(cè)面相互重疊，形成P-P鍵，形成乙烯分子。

注意：在形成共價(jià)鍵時(shí)，優(yōu)先形成“頭碰頭”式的

鍵，在此基礎(chǔ)上才能形成“肩并肩”式的

鍵。sp雜化軌道的形成過(guò)程xyzxyzzxyzxyz180°sp雜化軌道由1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化而得到兩個(gè)sp雜化軌道。兩個(gè)雜化軌道在空間分布呈直線型，互成180o例如：C2H2問3：乙炔分子中各個(gè)鍵的形成過(guò)程及鍵的類型。兩個(gè)碳原子的sp１雜化軌道沿各自對(duì)稱軸形成sp１-sp１

鍵，另2個(gè)sp１雜化軌道與2個(gè)氫原子的1s軌道重疊形成2個(gè)sp１-s鍵，兩個(gè)p軌道分別從側(cè)面相互重疊，形成２個(gè)P-P鍵，形成乙炔分子。

雜化類型sp1sp2sp3參與雜化的軌道1個(gè)s+1個(gè)p1個(gè)s+2個(gè)p1個(gè)s+3個(gè)p未參與雜化的價(jià)電子層軌道２個(gè)ｐ軌道１個(gè)ｐ軌道無(wú)雜化后的軌道及數(shù)目2個(gè)sp雜化軌道3個(gè)sp2雜化軌道4個(gè)sp3雜化軌道雜化軌道間夾角18001200109028’

空間構(gòu)型直線正三角形正四面體共價(jià)鍵類型與數(shù)量

4個(gè)σ鍵3σ鍵２個(gè)ｐ-ｐ

鍵5σ鍵1個(gè)ｐ-ｐ

鍵sp型雜化總結(jié)：

雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來(lái)容納孤對(duì)電子剩余的p軌道可以形成π鍵大π鍵C66H66Sp2雜化

基態(tài)N的最外層電子構(gòu)型為2s22p3，在H影響下，N的一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道進(jìn)行sp3不等性雜化，形成四個(gè)sp3雜化軌道。其中三個(gè)sp3雜化軌道中各有一個(gè)未成對(duì)電子，另一個(gè)sp3雜化軌道被孤對(duì)電子所占據(jù)。N用三個(gè)各含一個(gè)未成對(duì)電子的sp3雜化軌道分別與三個(gè)H的1s軌道重疊，形成三個(gè)鍵。由于孤對(duì)電子的電子云密集在N的周圍，對(duì)三個(gè)鍵的電子云有比較大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此NH3的空間構(gòu)型為三角錐形。

基態(tài)O的最外層電子構(gòu)型為2s22p4，在H的影響下，O采用sp3不等性雜化，形成四個(gè)sp3雜化軌道，其中兩個(gè)雜化軌道中各有一個(gè)未成對(duì)電子，另外兩個(gè)雜化軌道分別被兩對(duì)孤對(duì)電子所占據(jù)。O用兩個(gè)各含有一個(gè)未成對(duì)電子的sp3雜化軌道分別與兩個(gè)H的1s軌道重疊，形成兩個(gè)鍵。由于O的兩對(duì)孤對(duì)電子對(duì)兩個(gè)鍵的成鍵電子有更大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被縮到，因此H2O的空間構(gòu)型為V型。

根據(jù)以下事實(shí)總結(jié)：如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來(lái)容納孤對(duì)電子雜化軌道數(shù)=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)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=(a―xb)/2a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，對(duì)于陽(yáng)離子來(lái)說(shuō)，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)，其他不變；對(duì)于陰離子來(lái)說(shuō)，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)，其他不變。x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，即未成對(duì)電子數(shù)氫為1，其他原子等于“8―價(jià)電子數(shù)”代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子的空間構(gòu)型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：0+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

用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化軌道類型和分子的立體構(gòu)型。（1）BF3（2）SO3（3）NH4+（4）H3O+（5）SO32-分子或離子中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)雜化軌道數(shù)雜化類型空間構(gòu)型名稱SO3、BF3SO32-NH4+H3O+03平面三角形14三角錐形正四面體三角錐形0414sp2sp3sp3sp31、看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)π鍵，用去了2個(gè)p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有