2.2 分子的空间结构 第2课时 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节　分子的空间结构 第2课时　杂化轨道理论 第二章　分子结构与性质 [学习目标] 1.通过杂化轨道理论的学习， 能从微观角度理解中心原子的杂化轨道 类型对分子空间结构的影响。 2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法， 建立分子空间结构分析思 维模型(重点)。 问题导入 CH4 正四面体甲烷的4个C—H单键都应是σ键，然而根据价层原子轨道情况， C原子3个相互垂直的2p 轨道和4个H原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体结构的甲烷分子？ ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p 6C ↑ ↑ ↑ 1s 1H 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论 ? 一、杂化轨道及类型 1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 形成CH4时，C原子1个2s轨道和3个2p轨道混杂，形成4个能量相等的sp3杂 化轨道。4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—H σ键。 sp3杂化 C：2s22p2 2s 2p 激发 2s 2p sp3 sp3杂化 2．杂化轨道的形成及特点 形成 轨道的杂化 杂化轨道 特点 原子内部能量相近的原子轨道重新组合 杂化后重新形成一组能量相等的原子轨道 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强 一、杂化轨道及类型 sp3 sp3 sp3 sp3 109°28′ 3．杂化轨道的类型 类型 sp sp2 sp3 参与杂化的轨道 杂化轨道数目 夹角 空间 结构 举例 1个s 1个p 2 180° 直线形 CO2 C2H2 1个s 2个p 3 120° 平面 三角形 BF3 C2H4 1个s 3个p 4 109°28′ 正四面体形 CH4 CCl4 一、杂化轨道及类型 1.正误判断 (1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子 (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的 (3)只有能量相近的轨道才能发生杂化 (4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键 (5)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，未参与杂化的p轨道可用于形成π键 (6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道 √ × √ √ √ √ 思考交流 一、杂化轨道及类型 思考交流 2.(2023·江苏无锡期中)氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 A.两种分子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B.NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道 C.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强 D.NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大 √ 一、杂化轨道及类型 思考交流 3.(2023·浙江温州期末)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是 选项 粒子 中心原子 杂化方式 VSEPR模型 空间结构 A CO2 sp 直线形 直线形 B NH3 sp3 四面体形 三角锥形 C sp2 四面体形 平面三角形 D H3O＋ sp3 四面体形 三角锥形 √ 一、杂化轨道及类型 思考交流 4.下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是 A.CH4、NH3　　　　　　　　　B.BBr3、 C.SO2、BeCl2　　　　　　　　　D.PCl3、H3O＋ √ 一、杂化轨道及类型 二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1．杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对 杂化轨道数＝价层电子对数＝孤对电子对数＋中心原子结合的原子数 (即成σ键电子对数) (1)没孤电子对：同能量杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构； (2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→ 形成的分子的空间结构发生变化。 2．杂化轨道与分子空间结构的关系 (1)杂化轨道全部用于形成σ键 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 轨道组成 轨道夹角 杂化轨道示意图 实例 分子的空间结构 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np 180° 120° 109°28′       BeCl2 BF3 CH4 直线形 平面三角形 正四面体形 二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 (2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对 杂化轨道类型 sp2 sp3 中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族 中心原子的孤电子对数