内容正文:
杂化轨道类型的判断
高三一轮复习
制作人:杨春林(祁阳市第一中学)
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1
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近几年高考考查分析
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问题1:C原子2P能级的轨道上只有两个单电子,怎么形成的四键?
问题2:CH4的正四面体怎么解释?
C:2s22p2:
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sp3杂化轨道
C:2s22p2:
科学家鲍林提出:由于C倾向形成8电子稳定结构,所以C原子的2s轨道上一个电子激发到空的2p轨道上,形成4个单电子,随后2s轨道和3个2p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的新轨道(sp3杂化轨道),与氢原子形成4个完全相同的共价键,并且为了使4对共用电子对之间的排斥力最小,最终形成正四面体的稳定结构。
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杂化
sp3杂化轨道电子云模型
109.5°
成键
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夯实基础
1、概念:是指在 时,由于原子的相互影响,中心原子的几个 的原子轨道重新组合成一组新的原子轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化,所形成的轨道叫做杂化轨道。
杂化轨道理论
能量相近
形成分子
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2.杂化轨道类型和空间结构:(高中阶段)
杂化轨道类型 杂化轨道数量 轨道
夹角 杂化轨道
空间构型 电子云模型
sp
sp2
sp3
109°28′
四面体
120°
平面
三角形
180°
直线形
2
3
4
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3.杂化轨道的特点:
(1)杂化时保持轨道总数 ,但原子轨道的形状方向 ;
(2)杂化后形成的杂化轨道与原轨道能量 但杂化轨道之间的能量 。
(3)杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力 ,形成的化学键 。
(4) 杂化轨道只用于形成 键或容纳 。
不变
变了
不同
相同
更强
更稳定
σ
孤电子对
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4.ABm型微粒中心原子的杂化轨道类型的判断:
例1:指出下列物质中指定原子的杂化轨道类型
(1)SO3 中的S原子 (2)H3O+ 中的O原子
(3)SO32- 中的S原子 (4)I3+ 中心I原子
sp2
sp3
sp3
sp3
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方法总结:
由于杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有公式:
杂化轨道数=_____________________+__________________
中心原子的孤电子对数
中心原子的σ键个数
孤电子对数=1/2(a-xb) 其中a为中心原子价电子数, x为配原子个数,b为配原子的形成稳定结构所需电子数。ABm型中心原子杂化轨道判断结论如下表:
(1)公式法
杂化轨道数 2 3 4
杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
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5.非ABm型中的杂化轨道类型的判断:
例2:指出下列物质中指定原子的杂化轨道类型
(1)H2O2 中的O原子 (2)H2N-NH2 中的N原子
(3)H2C=CH2 中的C原子 (4)CH2O 中心C原子
(5)OCN-(氧氰根)中的C原子
sp3
sp3
sp2
sp2
sp
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方法总结:
当给出的分子可以画出电子式(或路易斯结构式)时,我们可以快速看出σ键电子对数和孤电子对数,然后利用“公式法”中算出杂化轨道数目。
例如:肼的
电子式为:
(2)电子式(路易斯结构式)法
孤电子对数为1
σ键个数为3
孤电子对数为2
σ键个数为2
H2O2的
路易斯结构式为:
思考:N3-中N原子的杂化类型?
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方法总结:
当给出的分子也是非ABm型,又画不出电子式时,可以转化为ABm型的等电子体求解,等电子体它们的中心原子的杂化轨道相同。
例如:N3-(叠氮酸根)我们通过它的等电子体之一的CO2 可以快速知道N原子也为sp杂化轨道。
等电子体:即微粒的价电子数相同且原子个数也相同,互为等电子体。如:O3与SO2 N2H4与CH3OH等。
(3)等电子体法
(4)其他方法(价键法,空间结构法等)
例如:碳碳单键、双键和三键等一般为sp3、sp2和sp杂化等。
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1.
sp2
σ
正四面体
sp3
真题体验
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真题体验
D
3.
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真题体验
sp3 sp2 和sp
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真题感悟:
近年来,结构化学内容为新高考新内容,因此题目不会很难,但是不能掉以轻心,杂化轨道作为结构化学中一个非常重要的理论,在高考题中属于是出题热点,因此,我们需要掌握这些方法,在不同的题型中灵活运用,找到合适的方法,就能事半功倍了。
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小 结
杂化轨道
概念
特点
能量相近的原子轨道杂化后的能量相等的新轨道
轨道成分变化
轨道形状变化
轨道能量变化
轨道数量不变
“三”变
“一”不变
类型
sp
sp2
sp3
判断方法
公式法,电子式法与等电子体法等。
轨道
数目
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高考预测题:--与大Π键结合的杂化轨道考查形式
1.下列有机物分子中,已知该有机物中存在一个由5个原子构成的6电子的大Π键,使得原子全部共面,则中的N原子的杂化方式为 。
1
2
3
4
均为 sp2
谢谢观看
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