第二章第二节　第二课时　杂化轨道理论课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二课时　杂化轨道理论 第二章 2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2 ★★★ 素养目标 1.通过认识分子结构以及杂化轨道理论,分析杂化类型与分子空间结构的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用杂化轨道理论进行解释,培养证据推理与模型认知的核心素养。 课前篇 素养初探 【知识铺垫】 1.共价单键都是σ键,共价双键中含有 一 个σ键、 一 个π键,共价三键中含有 一个σ键、 两 个π键。 2.填写下表: 化学式 价层电 子对数 σ键电 子对数 中心原子上的 孤电子对数 VSEPR 模型名称 分子空 间结构 CO2 2 2 0 直线形 直线形 SO2 3 2 1 平面 三角形 V形 CH4 4 4 0 四面 体形 正四面体形 NH3 3 1 三角锥形 H2O 2 2 V形 【自主梳理】 1.原子轨道杂化与杂化轨道 2.杂化轨道类型与分子的空间结构之间的关系 一定不存在sp4杂化,p能级只有3个轨道 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原 子轨道及数目 1个s轨道和1个p轨道 1个s轨道和2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28' 空间结构名称 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 CO2、C2H2 BF3、CH2O CH4、CCl4 【微思考】举例说明,中心原子采取sp3杂化的分子的空间结构是否都是正四面体形。 提示 不是。CH4、NH3、H2O分子中的中心原子都是sp3杂化,CH4是正四面体形,NH3是三角锥形,H2O是V形(或角形)。 【自我检测】 1.判断下列说法的正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)价层电子对之间的夹角越小,排斥力越小(　　) (2)NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致(　　) (3)五原子分子的空间结构都是正四面体形(　　) (4)杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同(　　) (5)凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四面体形(　　) (6)凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键(　　) × √ × √ × × 2.硒是一种非金属,可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂。 (1)Se是元素周期表中第34号元素,其基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。  (2)根据价层电子对互斥模型,可以推知SeO3分子的空间结构为　　　　　　　　,其中Se原子采用的轨道杂化形式为　　　。  答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p4 (或[Ar]3d104s24p4) (2)平面三角形　sp2 解析 (1)Se位于第四周期第ⅥA族,所以其基态原子价层电子排布式为4s24p4,然后再写电子排布式。 (2)SeO3分子中Se原子的价层电子对数= ×(6+0)=3,成键电子对数为3,孤电子对数为0,所以Se原子采取sp2杂化,该分子为平面三角形。 课堂篇 素养提升 探究 利用杂化轨道理论解释分子的空间结构 【问题探究】 在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些能 量相近的原子轨道发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程,叫做轨道的杂化(双原子分子中,不存在杂化过程)。例如sp杂化、sp2杂化的过程如下: 问题思考: (1)观察上述杂化过程,分析原子轨道杂化后,杂化轨道的数量和能量有什么变化。 提示 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。 (2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道? 提示 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。 (3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。 提示 N原子的价层电子排布式为2s22p3,在形成NH3分子的过程中,N原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,另1个杂化轨道中是成对电子,未与H原子形成共价键,4个sp3杂化轨道在空间构成正四面体形;在NH3分子中,由于N原子上的孤电子对的排斥作用,使3个N—H的键角变小,成为三角锥形的空间结构。 O原子的价层电子排布式为2s22p4,在形成H2O分子的过程中,O原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道中是成对电子,未与H原子形成共价键;4个sp3杂化轨道在空间构成正四面体形,但由于2对孤电子对的排斥