第二章 第二节 第3课时 杂化轨道理论-2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2课件

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第3课时 杂化轨道理论 1 知识回顾： 甲烷分子的空间结构呈___________，它的4个C-H键都是___键，键长_____，键角皆为_______。 正四面体形 相等 109°28′ σ 碳原子的价层电子的轨道表示式为：________________。 ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p 思考： ①碳原子只有两个未成对电子，为什么能形成4个C-H键？ ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p ↑ ↑ ↑ ↑ 2s 2p 跃迁 2 知识回顾： 甲烷分子的空间结构呈___________，它的4个C-H键都是___键，键长_____，键角皆为_______。 正四面体形 相等 109°28′ σ 碳原子的价层电子的轨道表示式为：________________。 ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p 思考： ②C原子的2s和2p轨道形状不同，与H原子的1s轨道重叠，形成共价键的键长也不同，为什么CH4是正四面体结构？ 3 为解决这一矛盾， 1931年鲍林在价键理论的基础上提出了杂化轨道理论，它实际上仍属于现代价键理论。 莱纳斯·卡尔·鲍林 4 PART 01 杂化轨道理论 5 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p ↑ ↑ ↑ ↑ 2s 2p 跃迁 1.杂化轨道理论 在外界条件影响下，原子内部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叫做原子轨道的杂化。 重新组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 以甲烷分子中的C原子为例： 杂化 ↑ ↑ ↑ ↑ sp3 6 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 1.杂化轨道理论 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，称为 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个杂化轨道的夹角为109°28′。 7 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 1.杂化轨道理论 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 能量相近的原子轨道 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 8 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 2.杂化的条件 ②只有能量相近的轨道间才能杂化，常是同一能级或相近能级的原子轨道。 ①只有在形成化学键时才能杂化，单独的原子不会发生杂化。 9 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 3.杂化的特点 ②杂化后轨道形状、方向发生改变，成键能力增强。 ①杂化前后轨道数目不变。 ③杂化轨道之间要满足最小排斥、最大夹角原理。 ④杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对。 ⑤未参与杂化的剩余p轨道可用于形成π键。 10 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ①sp3杂化 像CH4分子中的C原子一样，1个s轨道和3个p轨道杂化而得到4个sp3杂化轨道。 p p p s sp3杂化 sp3 11 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ①sp3杂化 x y z x y z z x y z x y z 12 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ①sp3杂化 sp3 sp3 sp3 sp3 109°28′ sp3杂化轨道间的夹角是109°28′，空间结构为正四面体形。 13 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ②sp2杂化 1个s轨道和2个p轨道杂化而得到3个sp2杂化轨道。 p p p s sp2杂化 sp2 p 14 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ②sp2杂化 x y z x y z z x y z x y z sp2 sp2 sp2 120° sp2杂化轨道间的夹角是120°，空间结构为平面三角形。 15 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ②sp2杂化 sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键。 x y z sp2 sp2 sp2 p sp2 sp2 sp2 16 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ②sp2杂化 如乙烯分子碳碳双键的形成： 17 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ③sp杂化 1个s轨道和1个p轨道杂化而得到2个sp杂化轨道。 p p p s sp杂化 sp p 18 01 杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 4.杂化的类型 ③sp杂化 x y z x y z z x y z x