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　杂化轨道理论简介 写出碳、氢原子的核外电子排布图，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。 【问题引入】 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论 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。 CH4中的C原子杂化轨道 原子轨道的杂化：原子形成分子的过程中，中心原子若干能量相近的 原子轨道重新组合，形成一组新轨道的过程叫做原 子轨道的杂化。 杂化轨道：杂化后形成的一组新的轨道，称为杂化轨道。 1、概念 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 对杂化过程的理解 轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。 (1)参与杂化的各原子轨道能量要相近 (2)杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 (5)杂化轨道只用于形成分子的σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对 (3)杂化后原子轨道的伸展方向、形状发生变化。 遵循杂化轨道间斥力最小原理。 (4)杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使轨道重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。 3、理论要点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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(　　) 板书 杂化轨道理论简介 理论要点 杂化前后轨道数目不变，伸展方向、形状发生变化。 杂化轨道只用于形成分子的σ键或用来容纳未参与 成键的孤电子对 杂化条件：能量相近 4、杂化类型 (1) sp3杂化 原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与 三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为sp3 杂化轨道。 sp3杂化轨道特点： 四个sp3轨道，夹角109°28’ 每个轨道成分: 1／4 s轨道、3／4 p轨道 　 四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3σ键，从而构成一个正四面体构型的分子。 109°28’ 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? (2)sp2杂化 sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道杂化而得。 sp2杂化轨道的形状一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形 x y z x y z z x y z x y z 120° B： 2s22p1 sp2 sp2杂化 120° F F F B sp2杂化——BF3分子的形成 sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子碳碳双键的形成。 (3)sp杂化 x y z x y z z x y z x y z 180° sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得。 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 sp杂化轨道——BeCl2分子的形成 Be：2s2 sp sp杂化 180° Cl Cl Be sp sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。 小结 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 轨道夹角 杂化轨道示意图 实例 分子的空间结构 1个ns和1个np 1个ns和2个np 1个ns和3个np 180° 120° 109°28′ BeCl2 BeF3 CH4 直线形 平面三角形 正四面体 杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数 6、杂化类型判断： = δ键电子对数 + 中心原