4.1.2分子的空间结构(2)-杂化轨道理论-【备好课】2023-2024学年高二化学同步精品课件（苏教版2019选择性必修2）

CHEMISTRY 4.1.2杂化轨道理论 选修二·专题四 学习目标 结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型（sp3、sp2、sp） 能运用杂化轨道理认解释简单共价分子和离子的空间结构。 学习重难点 本节重点 本节难点 用杂化轨道理论解释分子的空间结构 用杂化轨道理论解释含有孤电子对的分子的空间结构 01 杂化轨道理论 温故知新 尝试写出甲烷的电子式，以及碳的价电子排布式，思考为什么甲烷是正四面体结构而不是平面结构？ 109°28′ C:2S22P2 呈正四面体结构, 键长相同，键角相等 杂化轨道理论 莱纳斯·卡尔·鲍林 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、能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 为了解释分子的空间结构，1931年鲍林提出了杂化轨道理论。 能量相近的轨道，注意是122334345，由于是外围电子参与反应，所以一般是价电子轨道参与杂化 6 一、sp3杂化——甲烷 C原子 2s22p2 H原子 ↑ s 1s1 sp3杂化 跃迁 ↑↓ s p p p ↑ ↑ 基态 ↑ s p p p ↑ ↑ ↑ 激发态 sp3 ↑ ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 形成σ键 能量相等、成分相同 2个C-H相互垂直 键角为90° 4个C-H，键角为109°28′ 价电子对：4对σ键 1.sp3杂化：1个s轨道+3个p轨道 一、sp3杂化——甲烷 s 109°28′ sp3杂化 能量相等、成分相同 1.sp3杂化：1个s轨道+3个p轨道 H原子 ↑ s 1s1 ↑ s 3个N-H，键角为107°18′ N原子 ↑↓ s p p p ↑ ↑ ↑ 2s22p3 基态 sp3 ↑↓ ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 例1.怎么用杂化轨道理论解释NH3的空间结构呢？ 孤电子对 杂化 形成σ键 理解应用 价电子对：1对孤电子对+ 3对σ键 1.sp3杂化：4个轨道 例2.怎么用杂化轨道理论解释H2O的空间结构呢？ 理解应用 H原子 ↑ s 1s1 sp3杂化 ↑ s 2个O-H，键角为104°30′ O原子 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑ ↑ 2s22p4 基态 sp3 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 杂化轨道 孤电子对 形成σ键 价电子对：1对孤电子对+2对σ键 1.sp3杂化：4个轨道 知识小结 物质 杂化类型 杂化轨道数 价电子对 CH4 NH3 H2O 4对 4对 4对 SP3 杂化轨道与价电子对的关系 杂化轨道类型与价电子对数相等 1s+3p=4 二、sp2杂化——BF3 例3.请同学们分析BF3的中心原子杂化方式。 3个B-F，键角为120° B原子 ↑↓ s p p p ↑ 2s22p1 基态 形成σ键 杂化 sp2 ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 p F原子 2s22p5 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ s p p p ↑↓ ↑↓ ↓ 未杂化轨道 价电子对：3对σ键 2.sp2杂化：1个s轨道+2个p轨道 二、sp2杂化——BF3 s sp2杂化 120° 120° 120° 2.sp2杂化：1个s轨道+2个p轨道 二、sp杂化——BeCl2 例4、请同学们分析BeCl2的中心原子杂化方式。 不能形成Be-Cl 2个Be-Cl，键角为180° Be原子 ↑↓ s p p p 2s2 基态 sp ↑ ↑ 杂化轨道 形成σ键 sp杂化 Cl原子 3s23p5 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ s p p p ↑↓ ↑↓ ↑ p p 未杂化轨道 3.sp杂化：1个s轨道+1个p轨道 价电子对：2对σ键 二、sp杂化——BeCl2 180℃ s sp杂化 3.sp杂化：1个s轨道+1个p轨道 请同学们分析sp杂化(sp3杂化、 sp2杂化、 sp杂化)中原子轨道杂化前后的变与不变，并归纳整理。 s p p p sp3 能量、形状不同 伸展方向不同 成键结合力不同 排斥力大 能量、形状相同 伸展方向不同 成键结合力相同，且增强 排斥力最小 轨道数不变 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成具有不同空间分布特点的新的杂化轨道，使得分子呈现不同的空间结构。 杂化轨道只能用于形成σ键(或者容纳孤电子对)，形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。 思考讨论 练习1.回顾所学内容，判断下列语句正误。 (1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子。(　　) (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。(　　) (3)只有能量相近的轨道才能杂化。(　　) (4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键。(　　) (5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。未参与杂化的p轨道可用于形成π键。(