2.2 分子的空间结构 第3课时 杂化轨道理论简介（教学课件）-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列（人教版2019选择性必修2）

该高中化学课件聚焦杂化轨道理论、类型及与分子空间结构的关系，课堂导入通过碳原子价电子轨道表示式书写和CH₄形成原因的疑问，衔接原子结构知识，搭建从已有认知到理论探究的学习支架。 其亮点是以问题链驱动科学思维，通过CH₄、BF₃等实例建构“基态-激发态-杂化”模型，结合价层电子对数、键型判断等方法及课堂练习，培养证据推理与模型认知能力。帮助学生深化结构决定性质的化学观念，为教师提供逻辑清晰的教学资源。

第二节 分子的空间结构 第3课时 杂化轨道理论简介 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质 01.杂化轨道理论 知识导航 02.杂化轨道的类型 03.杂化轨道类型与分子空间结构的关系 引·新课导入 请你思考！ 写出碳原子的价电子轨道表示式， 思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？ C的价电子轨道表示式 ↑ 1s H C ↑ 1s H 若碳原子与氢原子结合，则应形成 CH2 碳原子与氢原子结合形成CH4 引·新课导入 请你思考！ 写出碳原子的价电子轨道表示式， 思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？ 形成CH4 ，C原子应该有几个未成对的电子？怎样才能使C原子具有这个数目的未成对的电子？ 跃迁 CH4中的4个C—H键完全相同，碳原子怎样才能有四个完全相同的用于成键的原子轨道？ sp3 杂化轨道理论 01 “ ” 问题思考 你知道吗？ 甲烷分子的正四面体形结构是怎样形成的呢？ CH4正四面体结构的探究 美国化学家鲍林提出的杂化轨道理论很好地解释了甲烷分子的空间结构。 探·知识奥秘 1. 原子轨道的杂化 一、杂化轨道理论 原子内部能量相近的原子轨道，重新组合形成新的原子轨道的过程。 2.杂化轨道 ①原子轨道组合杂化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。 ②杂化轨道不仅改变了原有s和p轨道的空间取向，而且使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。 CH4分子（sp3杂化） ③有几个原子轨道参与杂化，杂化后就生成几个杂化轨道。 杂化轨道的类型 02 探·知识奥秘 1.sp3 杂化 二、杂化轨道的类型 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。 CH4正四面体结构的探究 思维建模一：基态——激发态——杂化 探·知识奥秘 1.sp3 杂化 二、杂化轨道的类型 CH4正四面体结构的探究 sp3杂化轨道特点：四个sp3轨道在空间均匀分布，轨道间夹角109.5° 碳原子的sp3杂化轨道形成示意图 探·知识奥秘 1.sp3 杂化 二、杂化轨道的类型 CH4正四面体结构的探究 甲烷分子中的共价键 甲烷分子的填充模型 109°28’ 甲烷分子的球棍模型 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，形成一个正四面体构型的分子。 探·知识奥秘 2. sp2 杂化 二、杂化轨道的类型 BF3是平面三角形构型的探究 同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。 思维建模一：基态——激发态——杂化 探·知识奥秘 2. sp2 杂化 BF3是平面三角形构型的探究 二、杂化轨道的类型 硼原子的sp2杂化轨道形成示意图 sp2杂化轨道特点：三个sp2轨道在空间均匀分布，轨道间夹角120° 探·知识奥秘 2. sp2 杂化 二、杂化轨道的类型 BF3是平面三角形构型的探究 B原子的三个sp2杂化轨道分别与3个F原子含有单电子的2p轨道重叠，形成3个sp2-p的σ键。故BF3 分子的空间构型是平面正三角形。 探·知识奥秘 3. sp 杂化 气态BeCl2是直线型分子构型的探究 二、杂化轨道的类型 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。2个sp杂化轨道在一条直线上，轨道间夹角180° 思维建模一：基态——激发态——杂化 探·知识奥秘 二、杂化轨道的类型 3. sp 杂化 气态BeCl2是直线型分子构型的探究 铍原子的sp杂化轨道形成示意图 sp杂化轨道特点：两个sp轨道在空间均匀分布，轨道间夹角180° 探·知识奥秘 二、杂化轨道的类型 3. sp 杂化 气态BeCl2是直线型分子构型的探究 - + - - + - Be原子上的两个sp杂化轨道分别与2个Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个sp­p的σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。 “ ” 问题思考 请你思考！ H2O和NH3的VSEPR模型跟CH4一样，也是四面体形的， 它们的中心原子是采取sp3杂化吗？ 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 03 探·知识奥秘 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1.杂化轨道类型与分子空间结构的关系 ⑴思维建模二 杂化类型 杂化轨道数目 键角 空间构型 图示 3 sp2 4 sp3 2 sp 平面三角形 120° 109.5° 正四面体形 180° 直线形 探·知识奥秘 1.杂化轨道类型与分子空间结构的关系 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 ⑴思维建模二 可以先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。 “ ” 问题思考 请你思考！ 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 思考与讨论 确定BF3和H3O+的中心原子的杂化轨道类型，并与同学讨论。 BF3的中心原子价层电子对数:3,分子空间构型平面三角形，中心原子的杂化轨道类型是sp2 H3O+的中心原子价层电子对数:4,分子空间构型三角锥形，中心原子的杂化轨道类型是sp3 探·知识奥秘 2.判断中心原子杂化轨道类型的方法 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 ⑴对于主族元素来说， 中心原子的杂化轨道数 =价层电子数=σ键电子对数（中心原子结合的电子数）+孤电子对数 规律： 当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型为sp3杂化， 当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为sp2杂化， 当中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型为sp杂化。 探·知识奥秘 2.判断中心原子杂化轨道类型的方法 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 s+p s+(2)p s+(3)p 2 4 3 四面体 2 3 4 sp sp2 sp3 价层电子对数 杂化类型 参加杂化的轨道 杂化轨道数 分子空间构型 实 例 杂化轨道间的夹角 直线形 三角形 三角锥 V型 109.5° ' 练·课堂练习 meiyangyang8602 1.判断下列中心原子杂化轨道类型 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 0+2=2 SP 直线形 0+3=3 SP2 平面三角形 0+4=4 SP3 正四面体形 1+2=3 SP2 V形 1+3=4 SP3 三角锥形 2+2=4 SP3 V形 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 探·知识奥秘 2.判断中心原子杂化轨道类型的方法 ⑵通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 规律： 如果有1个三键或两个双键，则其中有2个π键，用去2个p轨道，形成的是sp杂化； 如果有1个双键则其中必有1个π键，用去1个P轨道，形成的是sp2杂化； 如果全部是单键，则形成sp3杂化。 sp3 sp2 sp 探·知识奥秘 三、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 2.判断中心原子杂化轨道类型的方法 (3) 根据杂化轨道之间的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化 ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化 ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化 练·课堂练习 二、杂化轨道的类型 2.甲醛分子的结构式为 ，下列描述正确的是（　　） A.甲醛分子中有4个σ键 B.甲醛分子中的碳原子为sp3杂化 C.甲醛分子中的氧原子为sp杂化 D.甲醛分子为平面三角形，有一个π键垂直于三角形平面 D 理·核心要点 杂化轨道理论简介 杂化轨道理论 杂化轨道的类型 原子轨道的杂化 杂化轨道 sp3 杂化 sp2 杂化 sp 杂化 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 判断中心原子杂化轨道类型的方法 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 练·课堂练习 3.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为 （　　） A. B. C. D. D 练·课堂练习 meiyangyang8602 4.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.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4 B 5.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 A 练·课堂练习 meiyangyang8602 6.下列关于NH3和CO2的说法正确的是 （　　） A.都是直线形结构 B.中心原子都采取sp杂化 C.NH3为三角锥形结构，CO2为直线形结构 D.N原子和C原子上都没有孤电子对 C 练·课堂练习 meiyangyang8602 7.乙炔的结构式为H—C≡C—H，有关乙炔分子中化学键的描述不正确的是 (　　) A.两个碳原子均采用sp杂化方式 B.两个碳原子均采用sp2杂化方式 C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键 D.两个碳原子均形成两个π键 B Thank You https://www.zxxk.com/user/13354804 感谢 您的聆听 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 $