2.2.2 杂化轨道理论 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节 分子的空间结构 2.2.2 杂化轨道理论 人教版高中化学选必二 新课导入 正四面体甲烷的4个C—H单键都应是σ键，然而根据价层原子轨道情况，C原子3个相互垂直的2p 轨道和4个H原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体结构的甲烷分子？ CH4 ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p 6C ↑ ↑ ↑ 1s 1H 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。 ? 目录 杂化轨道与分子空间结构 03 04 杂化轨道理论简介 01 杂化轨道类型 02 PART 01 ·杂化轨道理论简介· SAFE USE EDUCATION 杂化轨道理论简介 形成CH4时，C原子1个2s轨道和3个2p轨道混杂，形成4个能量相等的sp3杂 化轨道。4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—H σ键。 1. 用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 C：2s22p2 2s 2p 激发 2s 2p sp3 sp3杂化 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ 杂化轨道理论简介 2.杂化轨道的形成及特点 形成 轨道的杂化 杂化轨道 特点 原子内部能量相近的原子轨道重新组合 杂化后重新形成一组能量相等的原子轨道 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强 ④杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 sp3 sp3 sp3 sp3 109°28′ PART 02 ·杂化轨道类型· SAFE USE EDUCATION 杂化轨道类型 109°28′ 1个2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28'，称为sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。 1. sp3杂化轨道 杂化轨道类型 sp2 sp2 杂化 s p p p p x y z x y z z x y z x y z 120° 平面三角形 1个s轨道和2个p轨道杂化而得到3个sp2杂化轨道，各指向平面三角形的3个顶角，夹角120°，称为sp2杂化轨道。 p sp2 sp2 sp2 2. sp2杂化轨道 杂化轨道类型 1个s轨道和1个p轨道杂化而得到2个sp杂化轨道，呈直线形，夹角180°，称为sp杂化轨道。 sp 杂化 sp s p p p p x y z x y z z x y z x y z 180° 直线形 p p sp sp 3. sp杂化轨道 PART 03 ·杂化轨道与分子空间结构· SAFE USE EDUCATION 杂化轨道与分子空间结构 1.杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对 杂化轨道数＝价层电子对数＝孤对电子对数＋中心原子结合的原子数 (即成σ键电子对数) (1)没孤电子对：同能量杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构； (2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→ 形成的分子的空间结构发生变化。 未参与杂化的p轨道可用于形成π键 杂化轨道与分子空间结构 2.杂化轨道与分子空间结构的关系 (1)杂化轨道全部用于形成σ键 杂化轨道类型 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 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np 180° 120° 109°28′       CO2、BeCl2 SO3 CH4 直线形 平面三角形 正四面体形 杂化轨道与分子空间结构 (2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对 杂化轨道类型 sp2 sp3 中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族 中心原子的孤电子对数 分子空间结构 实例 1 1 2 V形 三角锥形 V形 SO2 NH3、PCl3、PH3 H2O、H2S 杂化轨道与分子空间结构——思考与讨论 确定BF3和H3O+的中心原子的杂化轨道类型。 BF3的中心原子为SP2杂化； H3O+的中心原子为SP3杂化。 杂化轨道与分子空间结构 以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化轨道类型 (1)没有形成π键，采取sp3杂化，如CH4、CCl4等。 (2)形成一个π键，采取sp2杂化，如CH2==CH2等。 (3)形成两个π键，采取sp杂化，如CH≡CH、CO2等。 课堂小结 杂化轨道 形成：原子内部能量相近的原子轨道重新组合。 特点 轨道数目不变 轨道的形状和方向改变 杂化轨道类型 分子空间结构 成键能力增强 sp3 sp2 sp 杂化轨道用于形成σ键或用来容纳孤电子对 未参与杂化的p轨道可用于形成π键 没孤电子对→形成的分子为对称结构； 有孤电子对：孤电子对对成键电子对产生排斥→ 形成的分子的空间结构发生变化。 课堂练习 1.下列分子的中心原子杂化轨道类型相同的是 A.CO2与SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4 √ 课堂练习 2.下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是 A.CH≡CH B.CO2 C.BeCl2 D.BF3 √ 课堂练习 3.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是 ①BF3　②CH2==CH2　③ ④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4 A.①②③ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③⑤⑥ √ 课堂练习 4.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是 A.PCl3中P原子为sp3杂化，三角锥形 B.N中N原子为sp3杂化，正四面体形 C.H2S中S原子为sp杂化，直线形 D.SO2中S原子为sp2杂化，V形 √ 课堂练习 5.按要求回答下列问题： (1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型是　　　 　。  sp3、sp2 (2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是　　　。  sp2 (3)化合物 中阳离子的空间结构为　　　　 ，阴离 子的中心原子采取　　　杂化。  (4)X的单质与氢气可化合生成气体G，G的水溶液的pH>7。G分子中X原子的杂化轨道类型是　　 。  三角锥形 sp3 sp3 课 程 结 束 人教版高中化学选必二 $$