专题4 第1单元 第1课时 杂化轨道理论与分子空间结构（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版）江苏专版

第一单元　分子的空间结构

第1课时　杂化轨道理论与分子空间结构

[素养目标]　1.了解杂化轨道理论，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.通过对杂化轨道理论的学习，掌握中心原子杂化轨道类型的判断方法，建立分子空间结构分析的思维模型。

知识点一　杂化轨道及其理论要点

为了解释CH4等分子的空间结构，美国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨道理论。

1．sp3杂化与CH4分子的空间结构

(1)杂化轨道的形成

碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混杂”，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。

sp3杂化轨道的空间结构

4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形，轨道之间的夹角为109°28′，每个轨道上都有一个未成对电子。

(2)共价键的形成

碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个相同的σ键。

(3)CH4分子的空间结构

CH4分子为空间正四面体结构，分子中C—H键之间的夹角都是109°28′。

(4)正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCl4、NH等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。

2．sp2杂化与BF3分子的空间结构

(1)sp2杂化轨道的形成

硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。

硼原子的3个sp2杂化轨道呈平面三角形，3个sp2杂化轨道间的夹角为120°。

(2)共价键的形成

硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。

(3)BF3分子的空间结构

BF3分子的空间结构为平面三角形，键角为120°。

3．sp杂化与BeCl2分子的空间结构

(1)杂化轨道的形成

Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。

sp杂化

Be原子的sp杂化轨道呈直线形，其夹角为180°。

(2)共价键的形成

Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个3p轨道重叠形成2个相同的σ键。

(3)BeCl2分子的空间结构

BeCl2分子的空间结构为直线形，分子中Be—Cl键之间的夹角为180°。

1．杂化轨道只用于形成σ键吗？

提示　杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。

2．任意不同的轨道都可以杂化吗？

提示　原子轨道只有在形成分子的过程中才能杂化，孤立的原子不会发生杂