2.2.2杂化轨道理论-【知识点通关】2023-2024学年高二化学同步精品讲义+习题（人教版2019选择性必修2）

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第2课时 杂化轨道理论 1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．会用杂化轨道理论判断分子的空间构型，对分子的空间构型进行解释和预测。 知识点一 杂化轨道理论 知识点二 轨道杂化和杂化轨道 知识点一 杂化轨道理论 杂化轨道理论 1．杂化轨道及其理论要点 （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 轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。可表示为 (2)由以上分析可知 ①在外界条件影响下，原子内部能量 的原子轨道 的过程叫做原子轨道的杂化， 的新的原子轨道，叫做 ，简称 。 ②轨道杂化的过程： 。 (3)杂化轨道理论要点 ①原子在成键时，同一原子中 的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 ②参与杂化的原子轨道数 形成的杂化轨道数。 ③杂化改变了原子轨道的 、 。杂化使原子的成键能力 。 2．杂化轨道类型和立体构型 (1)sp杂化——BeCl2分子的形成 ①BeCl2分子的形成 杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的BeCl2分子。 ②sp杂化：sp杂化轨道是由 轨道和 轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为 ，呈 形(如BeCl2)。 ③sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。 (2)sp2杂化——BF3分子的形成 ①BF3分子的形成 ②sp2杂化：sp2杂化轨道是由 ns轨道和 np轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角为 ，呈 形(如BF3)。 ③sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C===C键的形成。 (3)sp3杂化——CH4分子的形成 ①CH4分子的立体构型 ②sp3杂化：sp3杂化轨道是由 ns轨道和 np轨道杂化而得。sp3杂化轨道的夹角为 ，呈空间 形(如CH4、CF4、CCl4)。 3.杂化过程 杂化轨道只用于形成σ键(以sp3杂化形成的都是σ键)或用来容纳孤电子对，如乙烯和二氧化碳中碳原子分别采取sp2、sp杂化，则杂化过程中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。 对杂化过程的理解： 杂化轨道类型的判断技巧： 利用中心原子的孤电子对数与相连的其他原子个数之和判断。若之和为2，则中心原子为sp杂化；若之和为3，则中心原子为sp2杂化；若之和为4，则中心原子为sp3杂化。例如：NH3中N原子有1对孤电子对，另外与3个氢原子成键，所以之和为1＋3＝4，为sp3杂化，理论构型为正四面体形，由于N原子有1对孤电子对，实际构型为三角锥形。再如CO2中C原子没有孤电子对，与2个氧原子成键，所以和为0＋2＝2，为sp杂化。 1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A．CO2和SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H4与C2H2(C2H2的结构简式为CH≡CH) 2.对乙烯分子中的化学键分析正确的是( ) A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C．C、H之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、C之间是未能参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C、C之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、H之间是未能参加杂化的2p轨道形成的π键 3.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为( ) 4.在SO2分子中，分子的立体构型为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° 5.下列有关苯分子中的化学键描述正确的是( ) A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键 B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键 C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个π键 D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他原子形成σ键 知识点二 轨道杂化和杂化轨道 1．轨道杂化 2．甲烷中碳原子的杂化类型 3.三种杂化轨道比较 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道 1个s和1个p 1个s和2个p