2.2.3杂化轨道理论简介 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦杂化轨道理论，系统介绍sp、sp²、sp³等杂化类型及特征。课堂导入通过“碳原子价电子排布与CH₄结构矛盾”的思考讨论，引导学生从已有电子排布知识过渡到杂化轨道理论，搭建认知支架。 其亮点在于以任务驱动构建“理论要点-类型判断-模型应用”逻辑链，结合表格对比、探究课堂（如NH₃、H₂O结构解释）等学科特色方法，培养科学思维与化学观念。课堂小结系统归纳判断方法，助力学生掌握结构决定性质的核心，也为教师提供清晰教学路径。

第一章 化学反应的热效应 第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第3课时 杂化轨道理论简介 化学 学习目标 结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型 （sp3、sp2、sp）。 2. 能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构。 化学 【新课导入】 写出碳原子的价电子排布图 （1）思考碳原子只有两个未成对电子，为什么能形成4个C-H键？ 2s 2p 【思考与讨论】 跃迁 2s 2p 化学 （2）C原子的2s和2p轨道形状不同，与H原子的1s轨道重叠，形成共价键的键长也不同，为什么CH4是正四面体结构？ 2s 2p 【思考与讨论】 跃迁 2s 2p 如何解决这一矛盾? 鲍林提出了杂化轨道理论 【新课导入】 化学 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1个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： 任务一 杂化轨道理论简介 化学 （2）C原子的2s和2p轨道形状不同，与H原子的1s轨道重叠，形成共价键的键长也不同，为什么CH4是正四面体结构？ 2s 2p 【思考与讨论】 跃迁 2s 2p 杂化 sp3 任务一 杂化轨道理论简介 化学 莱纳斯·卡尔·鲍林 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新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。 重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 一、杂化轨道理论 任务一 杂化轨道理论简介 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状和方向 ③杂化使原子的成键能力增强 ④杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道 杂化轨道的特征： 化学 任务二 杂化轨道类型 化学 【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 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 任务二 杂化轨道类型 化学 任务二 杂化轨道类型 分析教材第49页表 2-5 归纳：VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系 价层电子对数 杂化轨道数 2 3 3 4 4 4 2 3 3 4 4 4 杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数 化学 1、价层电子对数＝杂化轨道数(x)，中心原子采取 spx-1 杂化 2、根据杂化轨道的夹角判断 杂化轨道夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 3. 根据杂化轨道的空间分布判断 杂化轨道空间分布 直线形 平面三角形 正四面体、三角锥形 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 计算价层电子对数 =σ 键电子对数+中心原子孤电子对数 任务三 判断中心原子的杂化类型 化学 除此之外，还可以用什么方法判断中心原子的杂化类型？ 1、怎么用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构？ NH3 H2O N原子 ↑↓ s p p p ↑ ↑ ↑ 2s22p3 基态 sp3 ↑↓ ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 孤电子对 sp3杂化 形成σ键 sp3杂化 O原子 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑ ↑ 2s22p4 基态 sp3 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 杂化轨道 孤电子对 形成σ键 三角锥形 V形 探究课堂 2、CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都是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时有什么方法? CH4 sp3等性杂化 等性sp3 109°28′ NH3 sp3不等性杂化 不等性sp3 H2O sp3不等性杂化 不等性sp3 孤对电子对成键电子的排斥力大于成键电子对之间的排斥力 探究课堂 单键碳：sp3杂化； 双键碳：sp2杂化； 三键碳：sp杂化。 4、有机物中碳原子杂化类型判断方法 任务三 判断中心原子的杂化类型 化学 除此之外，还可以用什么方法判断中心原子的杂化类型？ 如何用杂化轨道理论解释CH2=CH2的空间结构？ ↑ ↑ ↑ ↓ 2s 2p ↑ ↑ ↑ ↑ sp2 sp2杂化 CH2=CH2 C 【问题与讨论】 x y z x y z z x y z x y z sp2 sp2 sp2 120° sp2杂化轨道 （1）轨道夹角是120° （2） 空间结构为平面三角形。 （3）剩余1个p轨道不杂化，可以用于形成π键 化学 sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键。 x y z sp2 sp2 sp2 p sp2 sp2 sp2 乙烯分子中的σ键 乙烯分子中的π键 必备知识 整合 化学 如何用杂化轨道理论解释CH≡CH的空间结构？ 【问题与讨论】 CH≡CH ↑ ↑ ↑ ↓ 2s 2p sp杂化 ↑ ↑ sp ↑ ↑ C 180° x y z x y z z x y z x y z 180° 180° sp杂化轨道 （1）轨道夹角是180° （2） 空间结构为直线型。 （3）剩余2个p轨道不杂化，可以用于形成π键 化学 sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键。 p p sp sp sp sp x y z x y z 180° 乙炔分子中的σ键 乙炔分子中的π键 乙炔分子结构示意图 π键 σ键 σ键 σ键 π键 必备知识 整合 化学 苯分子中的碳原子是什么杂化类型？ 大π键 π 6 6个p轨道 6个电子 6 苯分子中碳原子均sp2杂化，3条杂化轨道互成120° 必备知识 整合 化学 孤电子对数 化学式 价层电子对数 σ键电子对数 VSEPR模型 中心原子 杂化类型 粒子的真实空间结构 SO2 H2S SO3 NCl3 HCN HClO 2 2 4 四面体形 sp3杂化 V形 1 2 3 平面三角形 sp2杂化 V形 0 3 3 平面正三角形 sp2杂化 平面正三角形 1 3 4 四面体形 sp3杂化 三角锥形 0 2 2 直线形 sp杂化 直线形 2 2 4 四面体形 sp3杂化 V形 2.应用模型推测粒子结构 任务四 模型建构与应用 化学 孤电子对数 化学式 价层电子对数 σ键电子对数 VSEPR模型 中心原子 杂化类型 粒子的真实空间结构 SO42- NO3- PO43- ClO3- H3O+ 0 4 4 四面体形 sp3杂化 正四面体形 0 3 3 平面正三角形 sp2杂化 平面正三角形 1 3 4 四面体形 sp3杂化 三角锥形 0 3 3 CO32- 平面正三角形 sp2杂化 平面正三角形 1 3 4 四面体形 sp3杂化 三角锥形 0 4 4 四面体形 sp3杂化 正四面体形 2.应用模型推测粒子结构 任务四 模型建构与应用 化学 其他的杂化方式 SF6 sp3d2杂化 正八面体形 价层电子对数：5 价层电子对数：6 PCl5 sp3d杂化 三角双锥形 VSEPR模型 杂化轨道数目 键角 sp3杂化轨道——正四面体形 sp2杂化轨道——平面三角形 sp杂化——直线形 能量相近 数目不变 成键能力增强 排斥力最小 轨道类型 理论要点 杂化轨道理论 判断方法 课堂小结 1、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 2、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 学习评价 3、已知次氯酸分子的结构式为H－O－Cl，下列说法正确的是（ ） A．O原子发生sp杂化 B．O原子与H、Cl都形成π键 C．该分子为V形分子 D．该分子的电子式是 【答案】C 【分析】HClO分子的结构式为H—O—Cl，O原子应为sp3杂化，形成4个杂化轨道，其中有2个是孤对电子，另2个杂化轨道分别与H原子和Cl原子各形成1个σ键。 【详解】A．由以上分析知，O原子是sp3杂化，A错误； B．O原子应为sp3杂化，形成4个杂化轨道，其中有2个是孤对电子，另2个杂化轨道分别与H原子和Cl原子各形成1个σ键。B错误。 C．由以上分析知，该分子构型为V形，C正确； D．其电子式为 ，D错误； 故选C。 C 学习评价 4、下列中心原子的杂化轨道类型和分子的空间结构不正确的是( ) A. CCl4中C原子为sp3杂化，为正四面体形 B. H2S分子中S原子为sp2杂化，为直线形 C. CS2中C原子为sp杂化，为直线形 D. BF3中B原子为sp2杂化，为平面三角形 B 5、已知某XY2分子属于V形分子，下列说法正确的是( ) A、X原子一定是sp2杂化 B、X原子一定为sp3杂化 C、X原子上一定存在孤电子对 D、VSEPR模型一定是平面三角形 C 学习评价 6、回答下列问题 (1)图(a)为S8的结构，其硫原子的杂化轨道类型为______。 (2)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为____________；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_____。 (3)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为______，中心原子的杂化方式为_____。 平面三角形 sp3 sp3 3∶1 sp2 学习评价 7．化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构简式如图，A能除去锅炉水中溶解的氧气，下列对A分子说法正确的是（ ）      A．所有原子都在同一平面内 B．所含的σ键与π键个数之比为10∶1 C．C的杂化方式均为sp2杂化 D．N的化合价均为-3价 C 学习评价 化学 $