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

分子的空间结构 第二章·第二节 库老师化学课堂 第二课时 杂化轨道理论 1 知识回顾 资料链接——甲烷的分子结构 分子式：CH4 空间构型：正四面体形 碳原子位于正四面体的中心； 4个氢原子完全相同，位于正四面体的4个顶点上； 4个C-H键的长度相同； 键角都为109°28'。 碳原子有4个成单电子吗？ 碳原子的s、p轨道能量不同，碳原子的p轨道是相互垂直的，如何形成正四面体结构？ PART 01 杂化轨道理论 4 1、杂化的概念 杂化：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道会重新组合形成新的原子轨道的过程。 莱纳斯·卡尔·鲍林 （1901年2月28日－1994年8月19日） 美国著名化学家，两获诺贝尔奖 （解释简单分子的空间结构） 杂化原子轨道：重新组合形成的新的原子轨道，简称杂化轨道。 杂化轨道理论 用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，碳原子的一个 轨道和三个 轨道发生混杂，形成4个能量相同，方向不同的 杂化轨道。4个 杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—H 键，所以4个C—H是等同的，呈正四面体形的空间结构。可表示为： 2s 2p sp3 sp3 σ CH4： 2s 2p C的基态 2s 2p 激发态 能量相同，形状相同 激发 杂化 sp3杂化轨道 鲍林的解释： 杂化轨道的形成及其特点 Vocal!!! 好复杂！ 那这玩意儿 到底长啥样呢？ sp3杂化轨道 PART 02 杂化轨道类型 及其空间结构 10 sp3杂化轨道 x y z s px x y z x y z py x y z pz 混合杂化，形成4个sp3杂化轨道 杂化轨道在一个方向上更集中，更有利于成键！ 知道形状了，那四个这玩意儿在空间上怎么分布呢？ sp3杂化轨道 x y z s px x y z x y z py x y z pz + + + 109°28’ 混合杂化，形成4个sp3杂化轨道 4个sp3杂化轨道在空间的分布 1s 1s 1s 1s 形成4个s-sp3 σ键 sp3杂化轨道 sp3杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是109°28′，空间结构为 。共价键类型为 键。 1 3 正四面体 σ 【即学即练1】 1．下列关于杂化轨道的说法错误的是A．所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道 B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 D．杂化轨道可用于形成σ键 √ 有人还记得NH3的空间构型嘛？键角是多少呢？ NH3 空间结构：三角锥形 键角：107o 那为啥不是规则的正四面体，以及键角为啥不是109°28′呢？ 氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。 2s 2p sp3不等性杂化 sp3 →孤电子对对成键电子对的排斥能力较强，故键角小于109°28′，为107° NH3 空间结构：三角锥形 键角：107o 7N 1s22s22p3 几个特殊的sp3杂化轨道 O原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠形成2个O-Hσ键，其中有2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。 H2O 空间结构：V形 键角为：105o 8O 1s22s22p4 2s 2p sp3不等性杂化 sp3 几个特殊的sp3杂化轨道 sp2杂化轨道 x y z x y z z x y z x y z 120° p sp2 sp2 sp2 sp2杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角是 ，呈 . 1 2 120° 平面三角形 2s 2p B的基态 2s 2p 激发态 平面三角形 sp2 杂化态 120° F F F B 解释课本49页【思考与讨论】： BF3分子的形成 B： 1s22s22p1 没有3个成单电子 sp杂化轨道 x y z x y z z x y z x y z 180° sp杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角是 ，呈 。