2.3 分子的空间结构 第3课时（教学课件）化学人教版选择性必修2

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 人教版2019选择性必修2 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 2 杂化轨道理论 1 知识导航 知识导航 1．通过杂化轨道理论的学习， 能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。 2．掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法， 建立分子空间结构分析思维模型(重点) 明·学习目标 引·新课导入 杂化轨道理论的提出 1916年，年轻的莱纳斯·鲍林提出了一个革命性的想法——原子轨道可以“混合重组”，就像不同颜色的颜料调和出新的色彩。 这一理论成功解释了甲烷CH4为何具有完美的正四面体结构，那么，碳原子是如何从原本能量不同、方向各异的2s和2p轨道，形成四个完全等同的化学键的呢？ 莱纳斯 · 鲍林 这背后的的关键在于轨道的重新组合， ——杂化 01 杂化轨道理论 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考1】画出C原子和H原子的轨道表示式， 思考：根据共价键的饱和性原则，C原子能结合几个H原子？ CH4 1s 2s 2p C 1s H CH2 1个C原子如何结合4个H原子 形成正四面体结构？ 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考2】阅读教材P47-48，理解：什么是杂化轨道理论？ 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重新组合形成一组数目相同的新原子轨道，这个过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道能量相等，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考2】阅读教材P47-48，理解：什么是杂化轨道理论？ 杂化轨道理论 · 要点 1、杂化条件：只有在形成化学键时才能杂化；只有能量相近的轨道间才能杂化 2、杂化特点 ①、杂化轨道数=参加杂化的原子轨道数 ③、为使杂化轨道间的斥力最小，杂化轨道尽可能远离 ②、各杂化轨道能量相同，但比原来的原子轨道能量低，更易成键 ④、杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 3、杂化类型：sp、sp2、sp3…… 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考3】根据杂化轨道理论解释，CH4如何形成正四面体结构 C：2s22p2 2s 2p x y z 2s 2p 激发 sp3 杂化 x y z x y z x y z 109°28′ sp3杂化轨道 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考3】根据杂化轨道理论解释，CH4如何形成正四面体结构 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp3 杂化 109°28′ sp3杂化轨道 H：1s1 1s x y z CH4 形成CH4时，C原子1个2s轨道和3个2p轨道混杂，形成4个新的能量相同、方向不同的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 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考4】根据sp3杂化原理，类比分析，什么是sp2杂化 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp2 杂化 p x y z x y z x y z x y z 由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个能量与形状完全相同的轨道，称之为 sp2杂化轨道 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考5】sp2杂化后，未参与杂化的p轨道有什么特点？根据sp2杂化轨道的特点，解释乙烯分子的空结构 未杂化的p轨道垂直 与sp2杂化轨道形成的平面 sp2杂化轨道用于形成C-C和C-H 未杂化p轨道形成π键 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【思考6】类比分析，什么是sp杂化 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp 杂化 p x y z x y z x y z x y z 180° sp杂化轨道 由1个s轨道和1个p轨道混杂并重新组合成2个能量与形状完全相同的轨道，称之为 sp杂化轨道 杂化轨道理论 探·知识奥秘 【总结归纳】常见杂化轨道的类型 类型 sp sp2 sp3 参与杂化的轨道 杂化轨道数目 夹角 空间结构 举例 1个s 1个p 1个s 2个p 1个s 3个p 2 3 4 180° 120° 109°28′ 直线形 平面三角形 正四面体形 CO2 C2H2 BF3 C2H4 CH4 CCl4 析·典型范例 【例1】下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　 　) B A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道 B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等 C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理 D．杂化轨道只能形成σ键，不能形成π键 析·典型范例 【例2】关于原子轨道杂化的说法正确的是(　 　) A A．CH4分子的键角与其分子中杂化轨道间的夹角相同 B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由碳原子中的1s轨道和2p轨道重新混杂，形成的一组能量相同的新轨道 C．CH4分子中的碳原子通过sp3杂化改变了原子轨道的形状、方向和数目，使原子的成键能力增强 D．杂化轨道可用于形成σ键、π键和容纳孤电子对 析·典型范例 【例3】下列有关杂化轨道的叙述错误的是 （ ） D A．并不是所有的原子轨道都参与杂化 B．同一个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．杂化轨道中一定有电子 析·典型范例 【例4】根据价层电子对互斥理论及杂化轨道理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式分别为（ ） D A．直线形　sp杂化 B．三角形　sp2杂化 C．三角锥形　sp2杂化 D．三角锥形　sp3杂化 02 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 探·知识奥秘 【思考7】杂化轨道类型与分子的空间结构有什么关系？ 若不含孤电子对 杂化轨道全部用于形成σ键 分子空间结构与杂化轨道的空间结构相同 代表物 价层电子对数 分子结构 键角 杂化轨道数目 杂化轨道类型 BeCl2 BF3 CH4 2 3 4 直线形 平面三角形 正四面体形 180° 120° 109°28′ 2 3 4 sp sp2 sp3 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 探·知识奥秘 【思考7】杂化轨道类型与分子的空间结构有什么关系？ 若含有孤电子对 孤电子对对成键电子对有排斥作用 分子空间结构与杂化轨道的形状有所不同 ABn型分子 中心原子杂化类型 中心原子孤电子对数 空间结构 实例 AB2 sp2 1 SO2 AB3 sp3 1 NH3、PCl3、NF3、H3O＋ AB2或(B2A) 2 H2S、NH2- V形 三角锥形 V形 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 探·知识奥秘 【思考8】如何判断中心原子杂化轨道 价层电子对数法：价层电子对数 = 孤电子对数+ σ键 = 中心原子杂化轨道数 杂化轨道数目 2 3 4 杂化类型 sp sp2 sp3 析·典型范例 【例1】下列分子的立体构型属于平面三角形，且中心原子属于sp2杂化轨道类型的是(　 　) D A．CO2 B．SO2 C．NH3 D．BF3 析·典型范例 【例2】下列分子中，中心原子采取sp3杂化并形成正四面体空间结构的是(　 　) ①CH4　 ②NH3　 ③CF4 　 ④SiH4　 ⑤C2H4　 ⑥CO2　 ⑦CH2Cl2 B A．①②③⑥ B．①③④ C．②④⑤⑦ D．①③⑤ 析·典型范例 【例3】下列分子或离子的空间结构模型正确的是(　 　) D A．CH2O B．SO2 C．NF3 D．SO42- 析·典型范例 【例4】价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　 　) B A．CO2和SO2的空间构型均为直线型 B．NH3和H2S的价层电子对互斥模型均为四面体 C．BF3和NF3均为非极性分子 D．SO32-与CO32-的键角相等 杂化轨道 理论 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 理·核心要点 第二节 分子的空间结构 第3课时 轨道结构与分子结构 杂化类型的判断 杂化轨道的含义 杂化轨道理论要点 杂化轨道类型 sp杂化 sp2杂化 sp3杂化 练·技能实战 【练1】下列常见微粒的中心原子的杂化轨道类型是sp3的是 A．CH3+ B．CH4 C．SO2 D．CO2 B 练·技能实战 【练2】下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　) A．CO2与SO2 B．C2H4与C2H2 C．BeCl2与BF3 D．H2O与H3O+ D 练·技能实战 【练3】CH3+、-CH3、CH3-都是重要的有机反应中间体，有关说法正确的是（　 　) A．CH3+中的所有原子共平面 B．CH3-空间结构为正四面体形 C．碳原子均采取sp3杂化 D．CH3-与CH3+形成的化合物中含有离子键 A 练·技能实战 【练4】下列关于杂化轨道的说法错误的是(　 　) A．并不是所有的原子轨道都参与杂化 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．杂化轨道都用来成键 D 感谢 您的聆听 THANKS 人教版2019选择性必修2 $