4.1.1 杂化轨道理论-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（苏教2019选择性必修2）

专题4 分子空间结构与物质性质 第一单元 分子的空间结构 第1课时 杂化轨道理论 目标导航 1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．能根据杂化轨道理论解释简单分子的空间结构。 3．结合杂化轨道理论认识常见共价分子的空间结构。 知识精讲 知识点01 杂化轨道理论与分子的结构 为了解释________等分子的空间构型，美国化学家________于1931年提出了杂化轨道理论。 1．sp3杂化与CH4分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，_____个2s轨道和______个2p轨道“混合”，形成________相等、________相同的______个sp3杂化轨道。 基态原子轨道 激发态原子轨道 杂化轨道 sp3杂化轨道的空间构型 4个sp3杂化轨道在空间呈________________，轨道之间的夹角为________，每个轨道上都有一个未成对电子。 (2)共价键的形成 碳原子的4个________轨道分别与4个氢原子的_______轨道重叠，形成4个相同的_______键。 (3)CH4分子的空间构型 CH4分子为空间____________结构，分子中C—H键之间的夹角都是________。 (4)正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英（SiO2）晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。 2．sp2杂化与BF3分子的空间构型 (1)sp2杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。____个2s轨道和____个2p轨道发生杂化，形成________相等、________相同的_____个sp2杂化轨道。 硼原子的3个sp2杂化轨道呈____________，3个sp2杂化轨道间的夹角为________。 (2)共价键的形成 硼原子的3个________轨道分别与3个氟原子的1个______轨道重叠，形成3个相同的______键。 (3)BF3分子的空间构型 BF3分子的空间构型为____________，键角为______。 3．sp杂化与BeCl2分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，____个2s轨道和____个2p轨道发生杂化，形成________相等、________相同的_____个sp杂化轨道。 Be原子的sp杂化轨道呈________，其夹角为________。 (2)共价键的形成 Be原子的2个________轨道分别与2个Cl原子的1个_____轨道重叠形成2个相同的______键。 (3)BeCl2分子的空间构型 BeCl2分子为空间构型为________，分子中Be—Cl键之间的夹角为________。 知识点02 用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯、乙炔分子的成键情况 1．乙烷分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式： 碳原子为________杂化，形成4个________杂化轨道。 (2)成键情况及空间结构 每个碳原子的________杂化轨道分别与3个氢原子的_____轨道形成3个C-H ______键（sp3—s），与另一个碳原子_____轨道形成1个C-C_____键（sp3—sp3）。 每个C原子与3个H原子和1个C原子形成________结构。 2．乙烯分子的成键情况 (1) 碳原子的杂化方式： 碳原子为______杂化，形成3个______杂化轨道。 (2)成键方式和空间构型： 每个碳原子的______杂化轨道分别与2个氢原子的_____轨道形成2个C-H______键（sp2—s），与另一个碳原子的________杂化轨道形成C-C______键（sp2—sp2）。 2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个______键。 乙烯分子的空间构型为________结构。 (3)C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子，都是sp2杂化。 3．乙炔分子的成键情况 (1) 碳原子的杂化方式： 碳原子为______杂化，形成2个______杂化轨道。 (2)成键方式和空间构型： 每个碳原子的______杂化轨道分别与1个氢原子的______轨道形成2个C-H_____键（sp—s），与另一个碳原子的______杂化轨道形成C-C_____键（sp—sp）。 碳原子未杂化的2p轨道两两形成2个_____键。 乙炔分子的空间构型为________形。 (3) C≡C、C≡N、CO2中的碳原子，都是sp杂化。 知识点03 用杂化轨道理论解释H2O和NH3分子的空间构型 1．H2O分子的空间构型