2025年高二化學(xué)選擇性必修2（人教版）同步課件 第二章 第二節(jié) 第2課時 雜化軌道理論

雜化軌道理論第2課時第二章

第二節(jié)<<<

核心素養(yǎng)

發(fā)展目標1.通過對雜化軌道理論的學(xué)習(xí)，能從微觀角度理解中心原子的雜化軌道類型對分子空間結(jié)構(gòu)的影響。2.掌握中心原子雜化軌道類型判斷的方法，建立分子空間結(jié)構(gòu)分析的思維模型。

內(nèi)容索引一、雜化軌道及其類型二、雜化軌道類型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系課時對點練雜化軌道及其類型><一1.用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成當碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的

軌道和3個

軌道發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，卻得到4個新的能量相同、方向不同的軌道，各指向正面體的4個頂角，夾角為109°28'，稱為sp3雜化軌道。當碳原子跟4個氫原子結(jié)合時，碳原子以4個

雜化軌道分別與4個H原子的1s軌道重疊，形成4個C—Hσ鍵，因此呈現(xiàn)__________形的空間結(jié)構(gòu)。一、雜化軌道及其類型2s2psp3正四面體2.雜化軌道的形成及特點3.雜化軌道的類型(1)sp3雜化軌道sp3雜化軌道是由

個s軌道和

個p軌道雜化而成的，sp3雜化軌道間的夾角為

，空間結(jié)構(gòu)為__________(如圖所示)。13109°28'正四面體形(2)sp2雜化軌道sp2雜化軌道是由

個s軌道和

個p軌道雜化而成的。sp2雜化軌道間的夾角都是

，呈

(如圖所示)。12120°平面三角形(3)sp雜化軌道sp雜化軌道是由

個s軌道和

個p軌道雜化而成的。sp雜化軌道間的夾角為

，呈

(如圖所示)。11180°直線形

應(yīng)用體驗1.正誤判斷(1)發(fā)生軌道雜化的原子一定是中心原子(2)原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的(3)只有能量相近的軌道才能雜化(4)雜化軌道能量更集中，有利于牢固成鍵√√√√

應(yīng)用體驗(5)雜化軌道只用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對，未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵(6)2s軌道和3p軌道能形成sp2雜化軌道√×

應(yīng)用體驗2.下列分子的中心原子雜化軌道類型相同的是A.CO2與SO2

B.CH4與NH3C.BeCl2與BF3

D.C2H2與C2H4√

應(yīng)用體驗CO2的C原子為sp雜化，SO2的S原子為sp2雜化，A項錯誤；CH4和NH3的中心原子均為sp3雜化，B項正確；BeCl2的Be原子為sp雜化，BF3的B原子為sp2雜化，C項錯誤；C2H2的C原子為sp雜化，C2H4的C原子為sp2雜化，D項錯誤。

應(yīng)用體驗

√

應(yīng)用體驗CH4中碳原子為sp3雜化但不含孤電子對，故A錯誤；BBr3中B原子為sp2雜化且不含孤電子對，故B錯誤；SO2中S原子為sp2雜化，含有1個孤電子對，BeCl2中Be原子為sp雜化且不含孤電子對，故C錯誤。

應(yīng)用體驗4.下列分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形且分子中沒有形成π鍵的是A.CH≡CH B.CO2C.BeCl2

D.BF3√

應(yīng)用體驗CH≡CH中含有三鍵，有π鍵，故不選A；CO2的結(jié)構(gòu)式為O==C==O，分子中含有碳氧雙鍵，含有π鍵，故不選B；BeCl2分子中，Be原子含有兩個共價單鍵，不含孤電子對，所以價層電子對數(shù)是2，中心原子以sp雜化軌道成鍵，分子中不含π鍵，故選C；BF3中B原子含有3個共價單鍵，所以價層電子對數(shù)是3，中心原子以sp2雜化軌道成鍵，故不選D。返回

歸納總結(jié)以碳原子為中心原子的分子中碳原子的雜化軌道類型(1)沒有形成π鍵，采取sp3雜化，如CH4、CCl4等。(2)形成一個π鍵，采取sp2雜化，如CH2==CH2等。(3)形成兩個π鍵，采取sp雜化，如CH≡CH、CO2等。雜化軌道類型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系><二二、雜化軌道類型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系1.雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。(1)沒有孤電子對：能量相同的雜化軌道彼此遠離→形成的分子為對稱結(jié)構(gòu)。(2)有孤電子對：孤電子對占據(jù)一定空間且對成鍵電子對產(chǎn)生排斥→形成的分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。2.雜化軌道與分子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)雜化軌道全部用于形成σ鍵雜化類型spsp2sp3軌道組成一個ns和一個np一個ns和兩個np一個ns和三個np軌道夾角180°120°109°28'雜化軌道示意圖

雜化類型spsp2sp3實例BeCl2BF3CH4分子的空間結(jié)構(gòu)_____________________________直線形平面三角形正四面體形(2)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對雜化類型sp2sp3中心原子所在族第ⅥA族第ⅤA族第ⅥA族中心原子的孤電子對數(shù)112分子空間結(jié)構(gòu)V形三角錐形V形實例SO2NH3、PCl3、PH3H2O、H2S

CH4、NH3、H2O中心原子的雜化軌道類型都是sp3，鍵角為什么依次減小？從雜化軌道理論的角度比較鍵角大小。深度思考提示CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3雜化，中心原子上的孤電子對數(shù)依次為0、1、2。由于孤電子對對共用電子對的排斥作用使鍵角變小，孤電子對數(shù)越多排斥作用越大，鍵角越小。比較鍵角時，先看中心原子雜化軌道類型，雜化軌道類型不同時，鍵角一般按sp、sp2、sp3順序依次減??；雜化軌道類型相同時，中心原子孤電子對數(shù)越多，鍵角越小。

應(yīng)用體驗1.正誤判斷(1)雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)與分子的空間結(jié)構(gòu)不一定一致(2)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角一定相同(3)凡AB3型共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵(4)NH3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，則氮原子的雜化方式為sp3(5)C2H4分子中的鍵角都約是120°，則碳原子的雜化方式是sp2√××√√

應(yīng)用體驗2.下列分子的空間結(jié)構(gòu)可用sp2雜化軌道來解釋的是①BF3

②CH2==CH2

③

④CH≡CH

⑤NH3

⑥CH4A.①②③ B.①⑤⑥

C.②③④

D.③⑤⑥√

應(yīng)用體驗sp2雜化軌道形成夾角為120°的平面三角形，①BF3為平面三角形且B—F夾角為120°；②C2H4中碳原子以sp2雜化，未雜化的2p軌道重疊形成π鍵；③與②相似；④乙炔中的碳原子為sp雜化，未雜化的2p軌道重疊形成π鍵；⑤NH3中的氮原子為sp3雜化；⑥CH4中的碳原子為sp3雜化。

應(yīng)用體驗

√

應(yīng)用體驗

應(yīng)用體驗

應(yīng)用體驗4.(2024·蘇州高二檢測)已知某XY2分子屬于V形分子，下列說法正確的是A.X原子一定是sp2雜化B.X原子一定為sp3雜化C.X原子上一定存在孤電子對D.VSEPR模型一定是平面三角形√

應(yīng)用體驗若X原子無孤電子對，則它一定是直線形分子，若X有1個孤電子對或2個孤電子對，則XY2一定為V形分子，此種情況下X的原子軌道可能為sp2雜化，也可能是sp3雜化，A、B項錯誤，C項正確；若X有2個孤電子對，則該分子的VSEPR模型為四面體形，D項錯誤。

應(yīng)用體驗5.按要求回答下列問題：(1)CH3COOH中C原子的雜化軌道類型是

。

sp3、sp2CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的雜化軌道類型分別是sp3和sp2。

應(yīng)用體驗(2)醛基中碳原子的雜化軌道類型是

。

sp2

上的碳原子形成3個σ鍵和1個π鍵，采取sp2雜化。

應(yīng)用體驗(3)化合物

中陽離子的空間結(jié)構(gòu)為

，陰離子的中心原子采取

雜化。

(4)X的單質(zhì)與氫氣可化合生成氣體G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的雜化軌道類型是

。

三角錐形G是NH3，N原子采取sp3雜化。sp3sp3

歸納總結(jié)返回

課時對點練題組一雜化軌道理論1.下列有關(guān)雜化軌道的說法不正確的是A.原子中能量相近的某些軌道，在成鍵時能重新組合成能量相等的新軌道B.軌道雜化前后軌道數(shù)目可以相等，也可以不等C.雜化軌道成鍵時，要滿足原子軌道最大重疊原理、最小排斥原理D.雜化軌道可分為sp、sp2、sp3雜化等√123456789101112131415123456789101112131415原子中能量相近的某些軌道，在成鍵時能重新組合成能量相等的新軌道，軌道數(shù)不變，軌道形狀發(fā)生變化，A正確、B錯誤；雜化軌道成鍵時，要滿足原子軌道最大重疊原理、最小排斥原理，這樣形成的分子才能最穩(wěn)定，C正確。2.(2023·長沙南雅中學(xué)高二檢測)能正確表示CH4中碳原子成鍵方式的示意圖為A.

B.

C.

D.

√123456789101112131415123456789101112131415碳原子中的2s軌道與2p軌道形成4個等性的雜化軌道，因此碳原子最外層上的4個電子分占在4個sp3雜化軌道上并且自旋狀態(tài)相同。3.在乙烯分子中有5個σ鍵、1個π鍵，它們分別是A.sp2雜化軌道形成σ鍵、未雜化的2p軌道形成π鍵B.sp2雜化軌道形成π鍵、未雜化的2p軌道形成σ鍵C.碳與氫原子之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，碳與碳原子之間是未參加

雜化的2p軌道形成的π鍵D.碳與碳原子之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵，碳與氫原子之間是未參加

雜化的2p軌道形成的π鍵√123456789101112131415乙烯分子中存在4個C—H和1個C==C，碳原子上沒有孤電子對，成鍵電子對數(shù)為3，則C原子采取sp2雜化，碳氫鍵是sp2雜化軌道形成的σ鍵，碳碳雙鍵中有1個是sp2雜化軌道形成的σ鍵，還有1個是未參加雜化的2p軌道形成的π鍵，A項正確。1234567891011121314154.(2023·西安第一中學(xué)高二檢測)s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵可用符號表示為s?sσ鍵，p軌道與p軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價鍵可用符號表示為p?pσ鍵，請你指出下列分子中含有s?sp2σ鍵的是A.N2 B.C2H4

C.C2H2

D.HCl√123456789101112131415N2存在p?p

σ鍵和π鍵，A項錯誤；C2H4中，C原子為sp2雜化，存在s?sp2

σ鍵，B項正確；C2H2中，中心C原子發(fā)生sp雜化，形成s?sp

σ鍵，C項錯誤；HCl中只存在s?p

σ鍵，D項錯誤。123456789101112131415

√123456789101112131415

6.下列分子所含原子中，既有sp3雜化，又有sp2雜化的是A.乙醛［

］

B.丙烯腈［

］C.甲醛［

］

D.丙炔［

］√123456789101112131415甲基中C原子為sp3雜化，—CHO中C原子為sp2雜化，A項正確；碳碳雙鍵中C原子為sp2雜化，—CN中C原子為sp雜化，B項錯誤；—CHO中C原子為sp2雜化，C項錯誤；甲基中C原子為sp3雜化，碳碳三鍵中C原子為sp雜化，D項錯誤。123456789101112131415

√123456789101112131415

123456789101112131415√123456789101112131415

9.氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學(xué)試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關(guān)于氯化亞砜分子的VSEPR模型、分子的空間結(jié)構(gòu)和中心原子(S)采取的雜化方式的說法正確的是A.四面體形、三角錐形、sp3B.平面三角形、V形、sp2C.平面三角形、平面三角形、sp2D.四面體形、三角錐形、sp2√123456789101112131415

12345678910111213141510.下列說法不正確的是A.雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變B.sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為109°28'、120°、180°C.ⅠA族元素成鍵時不可能有雜化軌道D.雜化軌道全部參與形成共價鍵√123456789101112131415雜化過程中，原子軌道總數(shù)不變，即雜化軌道的數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目相等，雜化后軌道的形狀發(fā)生變化，A正確；sp3、sp2與sp雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)分別為正四面體形、平面三角形和直線形，因此其雜化軌道的夾角分別為109°28'、120°和180°，B正確；雜化軌道可以部分參與形成共價鍵，部分容納孤電子對，D錯誤。12345678910111213141511.下列說法正確的是A.PCl3分子是三角錐形，這是因為磷原子是sp2雜化的結(jié)果B.sp3雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的4個sp3雜化

軌道C.中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)可能是四面體形或三角錐

形或V形D.AB3型的分子空間結(jié)構(gòu)必為平面三角形√123456789101112131415PCl3中P原子形成3個σ鍵，有1個孤電子對，采取sp3雜化，PCl3分子是三角錐形，A項錯誤；sp3雜化軌道是由能量相近的1個s軌道和3個p軌道混合形成的4個sp3雜化軌道，B項錯誤；中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)可能是四面體形(如CH3Cl)或三角錐形(如NH3)或V形(如H2O)，C項正確；AB3型的分子空間結(jié)構(gòu)可能為平面三角形(如BF3)或三角錐形(如NH3)，D項錯誤。123456789101112131415

√123456789101112131415123456789101112131415

13.(2024·杭州學(xué)軍中學(xué)高二月考)下表中各粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均錯誤的是123456789101112131415選項粒子空間結(jié)構(gòu)解釋ANF3三角錐形N原子采用sp3雜化BSeO2平面三角形Se原子采用sp2雜化，與H2O中的O原子雜化方式不同CC2H2直線形C原子采用sp2雜化且C原子的價電子均參與成鍵DSCl2V形S原子采用sp3雜化√

123456789101112131415

12345678910111213141514.已知：①紅磷在氯氣中燃燒可以生成兩種化合物——PCl3和PCl5，氮與氫也可形成兩種化合物——NH3和NH5。②PCl5分子中，P原子的1個3s軌道、3個3p軌道和1個3d軌道發(fā)生雜化形成5個sp3d雜化軌道，PCl5分子呈三角雙錐形()。123456789101112131415(1)NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外層電子數(shù)都是8個的是____(填分子式)，該分子的空間結(jié)構(gòu)是

。

(2)下列關(guān)于PCl5分子的說法正確的有

(填字母)。

A.PCl5分子中磷原子沒有孤電子對B.PCl5分子中沒有形成π鍵C.PCl5分子中所有的Cl—P—Cl鍵角都相等123456789101112131415PCl3三角錐形AB(3)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5兩種氯化物，而N只能形成一種氯化物NCl3，而不能形成NCl5，原因是_________________________________________________。

(4)經(jīng)測定，NH5