2.2 分子的空间结构 第3课时-2023-2024学年高二化学同步教学精品课件（人教版2019选择性必修2）

第二章 第二节 分子的空间结构 0 第3课时 杂化轨道理论简介 新课引入 请画出C原子的外围电子排布图，思考 C与H为什么没有形成CH2而形成CH4且为正四面体分子? 新课引入 莱纳斯·卡尔·鲍林 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。 sp3 C原子基态原子 电子排布图 109°28′ 用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 　 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正四面体的立体构型 sp3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 课堂小结 1.预测分子的空间结构方法： σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 空间结构 2.比较键角的大小： ①根据VSEPR模型，直线型键角>平面三角形>四面体形 ②结构相同，随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。 3.价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子 价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 略去孤电子对 外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。 1.含义 对杂化过程的理解 杂化轨道理论简介 2.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（同一能级组或相近能级） 6 3.杂化轨道理论四要点 能量相近 数目不变 形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等且杂化轨道的能量相同。 (变：轨道的成分、能量、形状、方向，使原子的成键能力增加) 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。 原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 成键能力增强 杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。 排斥力最小 杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同但形状完全相同。 杂化轨道理论简介 7 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ (1) sp3杂化 杂化轨道理论简介 4.杂化轨道类型 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,如CH4、CCl4等 价层电子对互斥模型 H2O和NH3的VSEPR模型与CH4一样，四面体形 H2O和NH3的中心原子采取sp3的杂化 2个杂化轨道被σ电子对占据 2个杂化轨道被孤电子对占据 3个杂化轨道被σ电子对占据 1个杂化轨道被孤电子对占据 杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道 杂化轨道理论简介 (1) sp3杂化 4.杂化轨道类型 x y z x y z z x y z x y z 120° s p p p sp2 杂化轨道理论简介 (2) sp2杂化 4.杂化轨道类型 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 如SO2 BF3 未参与杂化的p轨道可用于形成π键 CH2=CH2 杂化轨道理论简介 (2) sp2杂化 4.杂化轨道类型 x y z x y z z x y z x y z 180° s p p p sp 杂化轨道理论简介 (3) sp杂化 4.杂化轨道类型 sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180°，呈直线形。 未参与杂化的p轨道可用于形成π键 CH CH 杂化轨道理论简介 (3) sp杂化 4.杂化轨道类型 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型名称 分子的 立体构型 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 0+2=2 sp 直线形 0+3=3 sp2 平面三角形 0+4=4 sp3 正四面体形 1+2=3 sp2 V形 1+3=4 sp3 三角锥形 2+2=4 sp3 V形 直线形 平面三角形 正四面体形 平面三角形 四面体形 四面体形 杂化轨道理论简介 5.杂化轨道与分子空间结构的关系 ★★杂化轨道数=价层电子