2.2.3杂化轨道理论简介 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二节　分子的空间结构 第3课时 第二章　分子结构与性质 1 写出碳原子的核外电子轨道表示式，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？ C原子 电子排布图 （轨道表示式） 1s 2s 2p H原子 电子排布图 1s 按照我们已经学过的价键理论，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。 新课导入 sp3 C：2s22p2 由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。 为了解释分子的空间结构，鲍林提出了杂化轨道理论。 如：甲烷的形成 知识梳理 第一步：由于碳原子的价层电子2s、2p轨道能量接近，2s上的一个电子跃迁到2p轨道上 第二步：把这四个能量接近的轨道糅合在一起并重新分配，形成数目不变（4个）的、方向不同的、能量相同的轨道——该过程称为杂化 为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型? 如：甲烷的形成 109°28′ 知识梳理 4个sp3杂化轨道均为哑铃型，一头大，一头小，伸向四面体的四个顶点，夹角109°28′ 如： 甲烷的形成 第三步：4个sp3杂化轨道再分别与4个H原子的1s轨道“头碰头”重叠，形成4个σ键，键角109°28′，呈正四面体型 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 109°28′ 109°28′ 知识梳理 价层电子 空轨道 激发 杂化轨道 轨道重新组合 成对电子中的一个 与激发电子临近 能量相近、类型不同的原子 吸收能量 轨道总数目不变，角度和形状发生变化，成键时释放能量较多，轨道重叠程度更大，生成的分子更稳定 对杂化过程的理解 知识梳理 一、杂化轨道理论 在外界条件影响下，中心原子能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。 1、杂化 2、杂化轨道 轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道；形状哑铃型（s和p杂化），一头大、一头小 3、杂化的条件： (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 ----解释分子的空间结构 知识梳理 杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，成键时根据最大重叠原理，重叠程度越大，形成的共价键越牢固。 Administrator (A) - 3、杂化的特点 (1)杂化前后的轨道总数不变（杂化轨道数=参加杂化的原子轨道数） (3)体系的能量降到最低（杂化轨道尽可能远离，杂化轨道间的斥力最小） (2)生成的杂化轨道能量相同、方向相反 4、常见杂化类型 sp、sp2、sp3 (4)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 一、杂化轨道理论 知识梳理 4、杂化类型和立体结构 ①sp3杂化 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 —正四面体形 知识梳理 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分每两个轨道间的夹角为109.28°，空间构型为正四面体形。 Administrator (A) - 中心原子的1个_____轨道和3个____轨道杂化得到夹角为_________的 _________ 杂化轨道。 sp3杂化 s p 109°28′ 正四面体形 s p p p sp3 如甲烷 ②sp2杂化 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。 x y z x y z z x y z x y z 120° s p p p sp2 ---平面三角形 4、杂化类型和立体结构 知识梳理 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形 SP2杂化 中心原子的1个_____轨道和2个____轨道杂化得到夹角为_________的____ _____杂化轨道。 s p 120° 平面三角形 s p p p sp2 p 如BF3、SO2分子 ③sp杂化 x y z x y z z x y z x y z 180° sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp杂化轨道。 4、杂化类型和立体结构