2.2.2杂化轨道理论简介课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

杂化轨道理论简介 课程标准要求　 1.了解杂化轨道理论的基本内容。 2.能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。 2 一、杂化轨道理论 杂化轨道理论是一种价键理论，是化学家______为了解释分子的空间结构提出的。 鲍林 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 (1)在形成CH4分子时，碳原子的一个______轨道和三个______轨道发生混杂，形成四个能量相等的________杂化轨道。四个________杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。 2s 2p sp3 sp3 (2)甲烷中碳原子的sp3杂化可表示如下： 2.轨道杂化与杂化轨道 自测 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的( ) (2)只有能量相近的轨道才能杂化( ) (3)2s轨道与3p轨道能形成杂化轨道( ) √ √ × 二、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____个ns轨道和____个np轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是________，立体构型为__________形。其杂化过程如下图所示： 1 3 109°28′ 正四面体 2.sp2杂化轨道 sp2杂化轨道是由____个ns轨道和____个np轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角是__________，呈____________，其杂化过程如下图所示： 1 2 120° 平面三角形 3.sp杂化轨道 sp杂化轨道是由____个ns轨道和____个np轨道杂化而成的，sp杂化轨道间的夹角是__________，呈______形，其杂化过程如下图所示： 1 1 180° 直线 4.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型 sp sp2 sp2 sp3 sp3 sp3 CO2 自测 2.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)凡通过sp3杂化形成的分子，其空间构型一定为正四面体形( ) (2)sp杂化轨道是直线形，夹角180°( ) (3)C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式为sp2( ) × √ √ 分子空间结构与杂化轨道类型的关系 下图是描述甲烷、乙烯和乙炔分子的成键情况： 12 1.分析图1中甲烷分子中碳原子的杂化方式，原子轨道杂化后甲烷分子是如何形成正四面体结构的？ 提示：①甲烷分子中的碳原子的杂化方式是sp3杂化。碳原子的2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，1个2s轨道和3个2p轨道发生混杂，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。 ②4个sp3杂化轨道上的电子相互排斥，使4个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的4个顶点，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，从而形成CH4分子。由于4个C—H σ键完全相同，所以形成的CH4分子的空间结构为正四面体形，键角是109°28′。 2.分析图2中乙烯分子中碳原子的杂化方式，总结原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？ 提示：乙烯分子中C原子的杂化方式是sp2杂化，杂化轨道数目与参与杂化的原子轨道数目相同，能量相同，杂化后，形成的一组杂化轨道能量相同，即形成的3个sp2杂化轨道的能量相同。 3.分析图3乙炔中碳原子的杂化方式，根据甲烷、乙烯和乙炔中碳原子的杂化方式分析分子的空间构型与杂化类型有何关系？ 提示：乙炔分子中C原子的杂化方式为sp杂化。①当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的立体构型与杂化轨道的立体构型相同；②当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子对的排斥作用会使分子或离子的立体构型与杂化轨道的形状有所不同。 1.原子轨道的杂化过程 2.分子的空间结构与杂化类型间的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的立体构型与杂化轨道的立体构型相同。 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 一个ns轨道和一个np轨道 一个ns轨道和两个np轨道 一个ns轨道和三个np轨道 轨道夹角 180° 120° 109°28′ (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。在杂化轨道的基础上，略去孤电子对，即为分子的立体构型。例如： 1.下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是(　　) A.BeCl2、CO2 B.H2O、SO2 C.SO2、CH4 D.NF3、CH2O A 2.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间结构和中心原子(S