第二章 第二节 第2课时 杂化轨道理论-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本高中化学讲义聚焦杂化轨道理论核心知识点，系统梳理其基本内容，包括轨道杂化与杂化轨道的形成，sp、sp²、sp³三种常见杂化类型的组成及空间结构特点，并建立杂化类型与分子空间构型的关联，构建从理论到应用的学习支架。 该资料通过正误判断、表格填写及交流研讨等活动，引导学生基于杂化轨道理论分析分子构型，培养证据推理与模型建构的科学思维。课中辅助教师引导学生深入理解，课后通过练习题和总结帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第2课时　杂化轨道理论 [学习目标]　1.了解杂化轨道理论的基本内容。　2.能根据有关理论判断简单分子或离子的空间结构。 任务一　杂化轨道理论及其类型 　　杂化轨道理论是一种价键理论，是化学家鲍林为了解释分子的空间结构提出的。 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 2.轨道杂化与杂化轨道 3.常见的杂化类型及特点 (1)sp杂化 ①轨道组成：由中心原子的一个s轨道和一个p轨道杂化形成两个sp杂化轨道。 ②空间结构：直线形；两个sp杂化轨道呈180°夹角。例如BeCl2分子，Be原子进行sp杂化，两个sp杂化轨道分别与两个Cl原子的p轨道重叠形成共价键，分子呈直线形。 (2)sp2杂化 ①轨道组成：由一个s轨道和两个p轨道杂化产生三个sp2杂化轨道。 ②空间结构：平面三角形；三个sp2杂化轨道在同一平面内，夹角约为120°。以BF3为例，B原子进行sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，分子呈平面三角形。 (3)sp3杂化 ①轨道组成：一个s轨道和三个p轨道杂化形成四个sp3杂化轨道。 ②空间结构：正四面体形；四个sp3杂化轨道伸向正四面体的四个顶点，轨道间夹角约为109°28'。像CH4分子，C原子采用sp3杂化，四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的s轨道形成共价键，分子结构为正四面体。 1.正误判断 (1)同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化。 提示：√。 (2)杂化轨道能量集中，有利于牢固成键。 提示：√。 (3)杂化轨道中不一定有电子。 提示：√。 (4)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。 提示：√。 学生用书⬇第34页 2.填写下表： 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 答案：0＋2＝2　sp　0＋3＝3　sp2　0＋4＝4　sp3　1＋2＝3　sp2　1＋3＝4　sp3　2＋2＝4　sp3 题后总结 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CH2CH2等。 3.形成两个π键，采取sp杂化，如CH≡CH、CO2等。 任务二　杂化轨道与分子空间构型的关系 1.杂化轨道与分子空间构型的关系 (1)中心原子的杂化类型决定了分子的基本空间构型。当中心原子的价层电子对数与杂化轨道数相等时：若中心原子进行sp杂化，分子一般为直线形；进行sp2杂化，分子常呈平面三角形；进行sp3杂化，分子多为正四面体形，存在孤电子对时，构型为四面体变形。 (2)孤电子对会影响分子的实际空间构型。例如NH3分子，N原子价层电子对数为4，采用sp3杂化，但有一个孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形而非正四面体形；H2O分子，O原子价层电子对数为4，采用sp3杂化，有两个孤电子对，分子呈V形。 2.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型 VSEPR 模型 VSEPR 模型名称 直线形 平面 三角形 平面 三角形 四面体 四面体 正四 面体 中心原子的 杂化轨道类型 sp sp2 sp2 sp3 sp3 sp3 典例 CO2 SO2 SO3 H2O NH3 CH4 [交流研讨]　CH4、NH3、H2O中心原子的杂化轨道类型都是sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小。 提示：CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。由于孤电子对对成键电子对的排斥作用使键角变小，孤电子对数越多排斥作用越大，键角越小。比较键角时，先看中心原子杂化轨道类型，杂化轨道类型不同时，键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化轨道类型相同时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。 1.正误判断 (1)PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的。 提示：×，PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp3杂化的。 (2)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的四个sp3杂化轨道。 提示：×，sp3杂化轨道是由中心原子的同一能层能量相近的1个s轨道和3个p轨道杂化形成的四个sp3杂化轨道。 (3)凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是(正)四面体。 提示：√。 (4)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构。 提示：√。 2.(1)对于CH4、NH3、H2O三分子，中心原子都采用　　　　杂化，键角由大到小顺序是　　　　。 (2)对于H2O、BeCl2、BF3、C2H2、C2H4、CH4、C6H6、NH3、CO2等分子，中心原子采用sp杂化的：　　　　　，sp2杂化的：　　　　　，sp3杂化的：　　　　　。 答案：(1)sp3　CH4＞NH3＞H2O (2)BeCl2、C2H2、CO2　BF3、C2H4、C6H6　CH4、H2O、NH3 学生用书⬇第35页 题后总结 常见物质中心原子的杂化方式 1.采sp3杂化：有机物中饱和碳原子、NH3、H2O、金刚石中的碳原子、晶体硅中的硅原子、SiO2、N等。 2.采取sp2杂化：有机物中的双键碳原子、BF3、石墨中的碳原子、苯环中的碳原子等。 3.采取sp杂化：有机物中的三键碳原子、CO2、BeCl2等。 说明：注意结构相似的物质，如CO2与CS2、BF3与BBr3等的中心原子的杂化轨道类型分别相同。 1.以下有关杂化轨道的说法中错误的是(　　) A.第ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道 B.杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键 C.孤电子对有可能参加杂化 D.s轨道和p轨道杂化不可能有sp4出现 答案：B 解析：第ⅠA族元素的价电子排布式为ns1，由于只有1个ns电子，因此不可能形成杂化轨道，A项正确；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，B项错误；H2O分子中的氧原子采取sp3杂化，其sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，所以孤电子对有可能参加杂化，C项正确；由于np能级只有3个原子轨道，所以s轨道和p轨道杂化只有sp3、sp2、sp 3种，不可能出现sp4杂化，D项正确。 2.下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是(　　) A.由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成 B.共有3个能量相同的杂化轨道 C.每个sp2杂化轨道中s能级成分占三分之一 D.sp2杂化轨道最多可形成2个σ键 答案：D 解析：相互杂化的轨道的能量差异不能过大，同一能层上s轨道与p轨道的能量差异不是很大，A项正确；同种类型的杂化轨道能量相同，B项正确；sp2杂化轨道是由一个s轨道与2个p轨道杂化而成的，C项正确；sp2杂化轨道最多可形成3个σ键，D项错误。 3.在BrCHCHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是(　　) A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p 答案：C 解析：分子中的两个碳原子都采取sp2杂化，溴原子的价电子排布式为4s24p5，4p轨道上有一个单电子，与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。 学科网（北京）股份有限公司 $