2.2.3杂化轨道理论简介 课件-2026-2027学年人教版高二上学期化学选择性必修二

　第2节 分子的空间结构 　第二章　分子结构与性质 第3课时 杂化轨道理论(一) 1 本节课内容知识点结构图位于下页PPT 情 景 引 入 画出基态碳原子、氢原子的价电子排布图 C原子 2s 2p H原子 1s 思考：为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？ 思考：为何分子空间结构是正四面体形？ 复习回顾 解决两个问题，一是配位原子的个数，即分子组成；另一个问题是键角 4 1931年鲍林提出杂化轨道理论，它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。 鲍林为解释分子的立体构型提出杂化轨道理论 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的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，却得到四个新的能量相同，方向不同的轨道。 鲍林认为： →sp3杂化轨道 sp3杂化过程 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化，形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3 轨道形状为一头大，一头小，含有1/4 s轨道和3/4 p轨道的成分 基态 激发态 4个sp3杂化轨道 电子 跃迁 杂化 C 4个能量相同、方向不同的sp3杂化轨道 学生用橡皮泥模拟过程，轨道表示式和轨道同时出现，有利于学生模拟过程和理解 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时： 碳原子以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C-H σ键 7 H原子 ↑ s 1s1 3个N-H相互垂直 键角为90° ↑ s 3个N-H，键角为107° N原子 ↑↓ s p p p ↑ ↑ ↑ 2s22p3 基态 sp3 ↑↓ ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 怎么用杂化轨道理论解释NH3的空间结构呢？ 孤电子对 sp3杂化 形成σ键 此例是为了说明杂化轨道用于形成σ键或容纳孤电子对，若时间紧，水分子的就删除 8 H原子 ↑ s 1s1 2个O-H相互垂直 键角为90° sp3杂化 ↑ s 2个O-H，键角为105° O原子 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑ ↑ 2s22p4 基态 sp3 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 杂化轨道 怎么用杂化轨道理论解释H2O的空间结构呢？ 孤电子对 形成σ键 1．原子轨道的杂化 (1)在形成分子（化学键）时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组能量相同、方向不同的新轨道的过程。 (2)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。杂化前后轨道数目不变，杂化轨道之间要满足最小排斥、最大夹角原理 分析BF3的中心原子杂化方式 1个B-F B原子 ↑↓ s p p p ↑ 2s22p1 基态 形成σ键 sp2杂化 sp2 ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 p F原子 2s22p5 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑↓ ↑ 未杂化轨道 学生用橡皮泥模拟过程，轨道表示式和轨道同时出现，有利于学生模拟过程和理解 11 B Cl 1200 Cl Cl 分析BeCl2的中心原子杂化方式 不能形成Be-Cl Be原子 ↑↓ s p p p 2s2 基态 sp ↑ ↑ 杂化轨道 形成σ键 sp杂化 Cl原子 3s23p5 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑↓ ↑ p p 未杂化轨道 p p sp sp 应该先预测一下立体构型，学生用橡皮泥模拟过程，轨道表示式和轨道同时出现，有利于学生模拟过程和理解 13 Cl Cl Be p p sp sp (3)杂化轨道的特点 杂化前后轨道数目不变 杂化后轨道成分、能量、形状、方向发生改变 杂化轨道之间要满足最小排斥、最大夹角原理 杂化轨道只容纳孤电子对和形成σ键 未参与杂化的p轨道可用于形成π键 杂化轨道数目=孤电子对数+σ键数=价层电子对数 即： 能量相近 数目不变 成键能力增强 排斥力达最小 根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？ sp3 sp2 sp 问题探究 ★注意：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 xx老师告诫我们：如果谁在第一次学习杂化轨道概念时，不觉得糊涂，那么他就一点也没有懂。亲爱的同学们，你有没有觉得有点糊涂呢？ 1.下列描述中正确的是 A．CS2分子的立体构型为V形 B．ClO3-的立体构型为平面三角形 C．NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对 D．SiF4和SO32-的中心原子均采取sp3杂化 D 课 堂 练 习 2.氨分子的空间结构是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 A．两种分子的中心原子杂化类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B．NH3分子中氮原子形成3个杂化轨道，CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道 C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强 D．NH3分子中氮元素的电负性比CH4分子中碳元素的电负性大 C 3. BF3是典型的平面三角形分子,它溶于氢氟酸或NaF溶液中都形成BF4-, 则BF3和BF4-中B的原子的杂化轨道类型分别是 (　　)　　 A.sp2、sp2 B.sp3、sp3 C.sp2、sp3 D.sp、sp2 C　 4.下列说法中正确的是 A.PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果 B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道 C.中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形 或V形 D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形 C 本节课到此结束 $