2.2.3 杂化轨道理论-【化学一起课件】高中化学选择性必修2同步课件PPT（人教版2019）

解释分子的空间结构 第二节第3课时 第二章 分子结构与性质 EXPLAIN THE SPATIAL STRUCTURE OF MOLECULES 学习目标 LEARNING OBJECTIVES 熟练掌握常见元素原子的价层电子排布式和电子排布图。 能利用杂化轨道理论解释分子的空间结构。 能将杂化轨道理论与价层电子对互斥模型进行有机结合，促进模型认知能力的发展。 【思考交流】 问题1：根据价层电子对互斥模型，试分析预测CH4的空间结构。 CH4分子中有4个C-H键，4个C—H键的键长和键能是完全等同的，键角是109°28′。 问题2：CH4分子中有几个C-H键？比较这几个化学键的键长、键角、键能有没有不同？ 正四面体 【复习回顾】 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【复习回顾】 【思考交流】 问题3：写出碳原子的价层电子排布式和价层电子排布图。 C 2s22p2 2s 2p C的价层有2个未成对电子，根据共价键的饱和性，碳原子可以与其他原子形成2对共用电子对。 问题4：碳原子的价层有几个未成对电子？可以形成几个共价键？ 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【复习回顾】 【思考交流】 问题5：在CH4分子中，C与4个H形成了4对共用电子对。由此，试推测基态C原子在与H结合时，其价层电子发生了怎样的变化? C： 2s 2p 基态 2s 2p 激发态 跃迁 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【复习回顾】 【思考交流】 问题6：电子跃迁后，得到的四个原子轨道有没有差别？那么由这四个原子轨道结合H原子形成的4个C-H键应该有无差别？ 电子跃迁后，碳原子价层的1个2s轨道和3个2p轨道中分别含有1个电子，共4个未成对电子。 此时，若碳原子分别与4个H的1s轨道重叠，形成1个s-s σ键、3个s-p σ键，则甲烷分子中的4个C-H键的键长和键能必然是不同的。 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 以为CH4为例 2s 2p 激发态 2s 2p 基态 C： 跃迁 杂化 杂化态 杂化 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 sp3杂化 碳原子与4个H原子形成甲烷分子时，碳原子的1个2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道的总数不变，得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的四个顶角，轨道夹角为109°28`。由于该新轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化而成，因此称为sp3杂化轨道。 碳原子用4个sp3杂化轨道分别与H的1s轨道重叠，形成4个C-H（sp3-s）σ键，这样形成的甲烷分子，4个C-H键完全等同，因此甲烷分子呈现正四面体的空间结构。 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 碳原子的sp3杂化 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 杂化轨道理论 分子中的中心原子在成键时, 参与成键的若干个能量相近的原子轨道发生“混杂”, 混杂时保持轨道总数不变，得到若干个新的能量相同，方向不同的杂化轨道。 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 杂化轨道理论要点 理论要点 （1）参与杂化的原子轨道能量要相近； （2）杂化前后原子轨道数目不变，形状发生变化； （3）为使相互间排斥力最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同； （4）杂化后，轨道成键能力增强、形成的化学键更稳定； （5）杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对。 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 【思考交流】 问题7：已知： BF3分子中共有三个σ键，为平面三角形分子（键角120°）。请分析：BF3 分子中心原子有没有发生杂化？如果发生杂化，是哪些轨道发生杂化？ F F F 120° 基态B原子的价层只有一个未成对电子，因此，其在形成BF3时，B原子会发生杂化。 基态B原子2s上的电子跃迁到2p轨道上，B的1个s轨道和2个p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道。 2s 2p B 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 【思考交流】 问题7：已知： BF3分子中共有三个σ键，为平面三角形分子（键角120°）。请分析：BF3 分子中心原子有没有发生杂化？如果发生杂化，是哪些轨道发生杂化？ 3个sp2杂化轨道之间的夹角为120°。B原子用3个sp2杂化轨道分别与F原子的2p轨道重叠，形成3个σ键。 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的主要内容 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化，形成3个sp2 杂化轨道。 每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形。 未参与杂化的p轨道 杂化轨道理论－ 解释分子的空间结构 【任务1】掌握杂化轨道理论的