2.2.3分子的空间结构（第3课时 杂化轨道理论简介）（课件精讲）-【名课堂精选】2022-2023学年高二化学同步课件精讲及习题精练（人教版2019选择性必修2）

第二节 分子的空间结构 第3课时：杂化轨道理论简介 第二章 分子结构与性质 学习 目标 PART 01 PART 02 杂化轨道与分子的空间结构的关系 PART 03 SP、SP2、SP3三种杂化 杂化理论简介 写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？ C原子 电子排布图 （轨道表示式） 1s2 2s2 2p2 H 电子排布图 1s1 【思考与讨论】 新课导入 按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构型 的甲烷分子 如何解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论 新课导入 01 杂化理论简介 CONTENTS 目录 5 01、杂化理论简介 外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。 概念 杂化的条件： (1).只有在形成化学键时才能杂化 (2).只有能量相近的轨道间才能杂化 01、杂化理论简介 为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型? 01、杂化理论简介 01、杂化理论简介 杂化前后原子轨道在空间取最大夹角分布，能使相互间排斥力最小 01、杂化理论简介 杂化轨道的特征 (1)杂化前后轨道数不变 (2)杂化过程中轨道的形状发生变化 (3)杂化后形成的化学键更稳定 (4)杂化后的新轨道能量、形状都相同 (5)杂化后的轨道之间尽可能远离。 (6)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 02 SP、SP2、SP3三种杂化 CONTENTS 目录 11 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp3杂化 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分每两个轨道间的夹角为109.5°，空间构型为正四面体形 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp3杂化 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp3杂化 sp3 C：2s22p2 CH4分子的形成 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp2杂化 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。 x y z x y z z x y z x y z 120° 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp2杂化 B原子基态电子排布轨道表示式 BF3分子的形成 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp2杂化 B： 1s22s22p1 没有3个单电子 sp2 sp2杂化 BF3分子 120° F F F B 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp杂化 sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180°，呈直线形。 sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp杂化轨道。 x y z x y z z x y z x y z 180° 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp杂化 Be原子基态电子排布轨道表示式 BeCl2分子的形成 sp p p sp 02、SP、SP2、SP3三种杂化 sp杂化 Be原子：1s22s2 没有单个电子， sp sp杂化 BeCl2分子的形成 180° Cl Cl Be Cl Cl sp px px 02、SP、SP2、SP3三种杂化 【思考与讨论】 (1)观察上述杂化过程,分析原子轨道杂化后,数 量和能量有什么变化? 杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化轨道的能量相同。 02、SP、SP2、SP3三种杂化 【思考与讨论】 (2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道? 不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s轨道与3p轨道不在同一能层,能量相差较大。 03 杂化轨道与分子的空间结构的关系 CONTENTS 目录 23 03、杂化轨道与分子的空间结构的关系 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 轨道夹角