第09课 杂化轨道理论 等电子体原理-【帮课堂】2023-2024学年高二化学同步学与练（人教版2019选择性必修2）

第9课 杂化轨道理论 等电子体原理 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。 一、杂化轨道理论简介 1.杂化轨道的含义 杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。 (1)轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部 的原子轨道发生 ，重新 成一组新的轨道的过程。 (2)杂化轨道：原子轨道 后形成的一组新的 ，叫做 原子轨道，简称 。 (3)杂化轨道的特点 ①杂化轨道数 参与杂化的原子轨道数； ②杂化改变了原子轨道的 和 ； ③杂化使原子的成键能力 ； ④杂化轨道用于构建分子的 轨道和 轨道。 2.杂化轨道理论的要点 (1)原子形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。发生轨道杂化的原子一定是 原子。 (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生， 的原子不可能发生杂化。 (3)只有 的原子轨道才能杂化(如2s、2p)。 (4)杂化前后原子轨道数目 (参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目),且杂化轨道的能量 。 (5)为使相互间的排斥力最小，杂化轨道在空间取 夹角分布。杂化后轨道的 、 发生改变，但相同杂化形式的杂化轨道形状完全 。杂化使原子的成键能力 。形成的共价键更 。 (6)杂化轨道用于形成 或者用来容纳未参与成键的 。未参与杂化的p轨道可用于形成 键。分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化 。 (7)杂化轨道成键时仍具有共价键的特征—— 性和 性 (8)杂化轨道数=中心原子上的 数+与中心原子结合的 数。 3.杂化轨道类型 类型 形成过程 夹角 空间结构 sp3杂化轨道 sp3杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化形成的 形 sp2杂化轨道 sp2杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的 形 sp杂化轨道 sp杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的 形 【特别说明】原子轨道发生sp杂化时，还有2个np轨道未发生杂化，若np轨道上有未成对电子，形成分子时2个np轨道上的电子会形成π键。 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