第二章 第二节 第2课时 杂化轨道理论简介（教参Word）-2022-2023学年高二新教材化学选择性必修2【勤径学升·同步练测】（人教版）

第2课时　杂化轨道理论简介 学习目标 核心素养 1.了解杂化轨道理论的基本内容。 2.能够运用杂化轨道理论判断和解释简单分子或离子的立体构型。 1.宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构以及杂化轨道理论,探析杂化轨道类型与分子立体结构的关系。 2.证据推理与模型认知：结合杂化轨道理论与分子的立体构型,能正确判断VSEPR模型与杂化类型的关系。 [对应学生用书第31页] 一、杂化轨道理论 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 当碳原子与4个氢原子形成CH4分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂,得到4个新的能量相同、方向不同的轨道,各指向正四面体的4个顶角,夹角109°28',称为sp3杂化轨道,碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—Hσ键,呈现正四面体形的空间结构。 2.杂化轨道的形成及其特点 3.杂化轨道类型及其空间结构 （1）sp3杂化轨道 sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是109°28',立体构型为正四面体形。其杂化过程如下图所示： （2）sp杂化 sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得,sp杂化轨道间的夹角是180°,呈直线形,其杂化过程如下图所示： （3）sp2杂化 sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角是120°,呈平面三角形,其杂化过程如下图所示： 　s轨道和p轨道杂化的类型不可能有 （　　） A.sp杂化 B.sp2杂化 C.sp3杂化 D.sp4杂化 答案　D [对应学生用书第32页] 要点　杂化类型及分子空间结构的判断 1.杂化轨道只用于形成σ键吗？ 提示　杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。 2.杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同吗？ 提示　不一定。中心原子杂化轨道不一定全部成键,杂化类型相同时孤电子对越多,键角越小。如NH3中的氮原子与CH4中的碳原子均为sp3杂化,但键角分别为107°和109°28'。 3.任意不同的轨道都可以杂化吗？ 提示　原子轨道只有在形成分子的过程中才能杂化,孤立的原子不会发生杂化；另外,不是任意的不同轨道都能杂化,只有能量相近的轨道才能杂化。 1.原子轨道的杂化过程 2.杂化类型与分子构型 杂化类型 杂化轨 道结构 杂化轨 道数 杂化轨 道空间 结构 成键 电子 对数 孤电 子对 数 分子 空间 结构 实例 sp 2 直线形 2 0 直线形 CO2、 BeCl2 sp2 3 平面三 角形 3 0 平面 三角形 BF3 2 1 V形 SO2、 PbCl2 sp3 4 正四 面体形 4 0 正四 面体形 CH4 3 1 三角 锥形 NH3、 NF3 2 2 V形 H2O 3.中心原子轨道杂化类型的判断 （1）利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断： 价层电子对VSEPR模型杂化轨道构型。 （2）根据VSEPR模型判断： VSEPR模型 四面体形 三角形 直线形 杂化类型 sp3 sp2 sp （3）有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp3杂化,连接双键的碳原子采取sp2杂化,连接三键的碳原子采取sp杂化。 　　①sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道,可用于形成π键,而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 ②双原子分子中（如HCl）,不存在杂化过程。 [例]　（2022·潍坊高二检测）下列关于杂化轨道的叙述正确的是 （　　） A.杂化轨道可用于形成σ键,也可用于形成π键 B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对 C.NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的 D.在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—H σ键 [解析]　杂化轨道只用于形成σ键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键,故B正确,A错误；NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的,C错误；在乙烯分子中,1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—C σ键,D错误。 [答案]　B 　下列分子中,中心原子的杂化类型相同,分子的空间结构也相同的是 （　　） A.H2O、SO2 B.BeCl2、CO2 C.H2O、NH3 D.NH3、HCHO 解析　A项,H2O中氧原子为sp3杂化,分子的空间结构为V形,SO2中硫原子为sp2杂化,分子