第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（人教，单选版）

第2课时　杂化轨道理论 [课程标准]　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空间结构。 知识点一　杂化轨道理论 杂化轨道理论是一种价键理论，是化学家鲍林为了解释分子的空间结构提出的。 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2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3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。 (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 【微自测】　判断正误 1．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化(　　 ) 2．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键(　　) 3．杂化轨道中不一定有电子(　　 ) 4．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(　　 ) 答案：1.√　2.√　3.√　4.√ 1．常见的杂化轨道类型有哪些？什么是sp3杂化？ 提示：常见的杂化轨道类型有sp、sp2、sp3。同一原子内由1个s轨道和3个p轨道参与的杂化称为sp3杂化。 2．如何判断杂化轨道类型？ 提示：判断杂化轨道类型，首先判断杂化轨道数，杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，由杂化轨道数即可判断杂化轨道类型。 3．填写下表： 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 提示：0＋2＝2　sp　0＋3＝3　sp2　0＋4＝4　sp3　1＋2＝3　sp2　1＋3＝4　sp3　2＋2＝4　sp3 归纳总结 杂化类型 sp sp2 sp3 用于杂化的原子 轨道及数目 s 1 1 1 p 1 2 3 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 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 CO2、C2H2 BF3、苯、乙烯 CH4、CCl4 学生用书↓第36页 1．以下有关杂化轨道的说法中错误的是(　　 ) A．第ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道 B．杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键 C．孤电子对有可能参加杂化 D．s轨道和p轨道杂化不可能有sp4出现 B　[第ⅠA族元素的价电子排布式为ns1，由于只有1个ns电子，因此不可能形成杂化轨道，A项正确；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，B项错误；H2O分子中的氧原子采取sp3杂化，其sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，所以孤电子对有可能参加杂化，C项正确；由于np能级只有3个原子轨道，所以s轨道和p轨道杂化只有sp3、sp2、sp 3种，不可能出现sp4杂化，D项正确。] 2．在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角(　　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．等于120° B．大于120° C．小于120°　 D．等于180° C　[由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120°，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他两个成键电子对的排斥作用更强，因此分子中的键角要小于120°。] 3．鲍林是获得诺贝尔奖不同奖项的人之一，杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构而提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是(　　 ) A．sp杂化轨道的夹角最大 B．sp2杂化轨道的夹角最大 C．sp3杂化轨道的夹角最大 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等 A　[sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°，故A项正确。] 知识点二　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1个ns轨道和3个np轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是109°28′，空间结构为正四面体形。其杂化过程如下图所示： 2．sp2杂化轨道 sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的。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： 3．sp杂化轨道 sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，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： 4．VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型 VSEPR 模型 VSEPR 模型名称 直线形 平面 三角形 平面 三角形 四面体 四面体 正四 面体 中心原子 的杂化轨 道类型 sp sp2 sp2 sp3 sp3 sp3 典例 CO2 SO2