2.2 分子的空间结构（第3课时 杂化轨道理论）-【核心素养目标】2023-2024学年高二化学同步精品课件（人教版2019选择性必修2）

第二节 分子的空间结构　 第3课时 杂化轨道理论 人教版选择性必修2 榆次一中 李金虎 学习目标 1. 认识分子结构以及杂化轨道理论。 2. 分析杂化类型与分子空间结构的关系 学习目标 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。 素养目标 情境引入 甲烷分子呈正四面体形，它的4个C—H的键长相同，H—C—H的键角为109°28′。 根据价键理论，甲烷的4个C—H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体形的甲烷分子。 如何解决这一矛盾呢？ 教学过程 为了解决这一矛盾，1931年由鲍林等人在价键理论的基础上提出杂化轨道理论，它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。 鲍林 教学过程 一、杂化轨道理论 1.概念： 在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 (1)只有在形成化学键时才能杂化 (2)只有能量相近的轨道间才能杂化 2.杂化条件： 教学过程 3. 杂化轨道的特征： (1)杂化前后轨道数不变 (2)杂化后的新轨道能量、形状都相同 (3)杂化过程中轨道的方向发生变化 (4) 杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 4. 常见杂化类型： sp sp2 sp3 教学过程 二、杂化类型和立体结构 1. sp3 杂化 战 sp3杂化轨道是由1个ns 轨道和3个np 轨道杂化而成，每个sp3杂化轨道都含有 s 和 p的成分，sp3 杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。 教学过程 二、杂化类型和立体结构 1. sp3 杂化 战 ① CH4中的碳原子sp3杂化（碳的价层电子对为4） C原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道形成4个s-sp3σ键，形成正四面体结构 类似的：CCl4、SiF4、ClO4-等 AB4 型化合物 注意: 烃基中的饱和碳原子也采取sp3杂化 s-sp3σ键 教学过程 1. sp3 杂化 战 ② NH3中的N原子sp3杂化（N的价层电子对为4） NH3为三角锥形，类似的还有NF3、PH3等 N原子的4个sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨道形成3个s-sp3σ键，剩余1个sp3杂化轨道含一对孤电子对 教学过程 1. sp3 杂化 ③ H2O中的O原子sp3杂化（O的价层电子对为4） O原子的4个sp3杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个s-sp3σ键，剩余2个sp3杂化轨道含2对孤电子对. H2O的空间结构为V形，类似的还有H2S、SCl2等 教学过程 2. sp2 杂化 sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有 s 和 p成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形。 教学过程 战 ① BF3中的B原子sp2杂化（B的价层电子对为3） B原子的3个sp2杂化轨道分别与3个F原子的2p轨道形成3个p-sp2σ键. BF3的空间结构为平面三角形，类似的还有SO3、NO3-等 2. sp2 杂化 教学过程 ② CH2=CH2中的C原子sp2杂化 战 C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s 轨道形成2个s-sp2σ键，另一个sp2杂化轨道与另一个C原子的sp2杂化轨道头碰头形成1个σ键。两个C剩余未参与杂化的2p轨道肩并肩形成π键 2. sp2 杂化 教学过程 ② CH2=CH2中的C原子sp2杂化 注意：有机物中形成双键的碳原子均为sp2杂化 教学过程 3. sp 杂化 sp杂化轨道是由 1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有 s 和 p 的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形。 教学过程 ①BeCl2中Be原子的sp杂化 3. sp 杂化 Be原子的2个sp杂化轨道分别与Cl原子的3p轨道形成σ键 Cl Cl sp px px 教学过程 ②CH≡CH