第二章 第二节 第2课时 杂化轨道理论简介 课件-2025-2026学年高二下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，通过思考CH₄中s-pσ键形成的矛盾（键角109.5°与未杂化p轨道90°夹角冲突）导入，引出鲍林杂化理论，搭建原子结构与分子空间构型的学习支架。 其亮点在于结合CH₄、BF₃等实例分析sp³、sp²、sp杂化过程，通过价层电子对数判断杂化类型，体现科学思维的模型建构。小结表格整合杂化类型、键角及空间结构，帮助学生系统掌握，教师可高效开展教学。

第二章 第二节 第2课时 杂化轨道理论简介 1 2s 2p C原子的价电子 为了解决这些矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。 甲烷CH4 90° 90° 新课导入 思考形成CH4中s-pσ 键如何形成？ 高中新教材优秀教案理科群：729389873 外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。 杂化理论简介 概念 杂化的条件： (1).只有在形成化学键时才能杂化 (2).只有能量相近的轨道间才能杂化 中心原子价层电子对数=中心原子孤电子对数＋σ键电子对数 =杂化轨道数 由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。 C：2s22p2 为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型? 甲烷CH4 杂化过程 当碳原子跟4个氢原子结合时，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，因此呈正四面体形的空间结构。 轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠 2s 2p BF3 激发 2s 2p 激发态 sp2杂化 未杂化轨道 激发态 sp2杂化轨道 sp2杂化轨道是由一个s轨道和两个p轨道杂化而得，sp2杂化轨道间夹角为120°，呈平面三角形(如BF3) sp2杂化后，未参与杂化的一个p轨道可以用于形成π键，如乙烯分子碳碳双键的形成。 分析C2H4的杂化方式 C 2s2 基态原子： H 1s1 激发态原子： C 2p3 2s1 杂化后： H H H H 2p2 能量相近的原子轨道混杂重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，形成杂化轨道。 杂化理论简介 概念 杂化的条件： (1) 形成化学键时才能杂化 (2) 能量相近的轨道间才能杂化 中心原子价层电子对数=中心原子孤电子对数＋σ键电子对数 =杂化轨道数 杂化轨道的特征 (1)杂化前后轨道数不变 (2)杂化过程中轨道的形状发生变化 (3)杂化后形成的化学键更稳定，杂化后的轨道之间尽可能远离。 (4)杂化前能量不同，杂化后的新轨道能量、形状都相同 (5)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对（杂化轨道数=中心原子上的孤电子对数+与中心原子结合的原子数） (6) 未参与杂化的p轨道可用于形成π键，分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化类型 杂化理论简介 2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道? sp p p sp sp 高中新教材优秀教案理科群：729389873 NH3 H2O 高中新教材优秀教案理科群：729389873 【思考与讨论】 (4)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、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。由于孤电子对对共用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,先看中心原子杂化类型,杂化类型不同时:键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小;杂化类型相同时,中心原子孤电子对数越多,键角越小。 杂化轨道理论简介 杂化轨道与分子的空间结构的关系 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 轨道夹角 杂化轨道示意图 实例 分子的空间结构 1个ns和1个np 1个ns和2个np 1个ns和3个np 180° 120° 109°28′ BeCl2 BeF3 CH4 直线形 平面三角形 正四面体 杂化轨道与分子空间构型 13 杂化轨道理论简介 根据杂化轨道的立体构型判断 ①若杂化轨道为正四面体形或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化 ②若杂化轨道分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。 中心原子轨道杂化类型的判断 杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对， 中心原子采用的杂化方式与中心原子的价层电子对数有关； 中心原子的杂化轨道数=价层电子数=σ键电子对数+孤电子对数 规律：当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型为sp3杂化， 当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为sp2杂化， 当中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型为sp杂化。 14 判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法： 通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。 规律： 如果有1个三键或两个双键，则其中有2个π键，用去2个p轨道，形成的是sp杂化； 如果有1个双键则其中必有1个π键，用去1个P轨道，形成的是sp2杂化； 如果全部是单键，则形成sp3杂化。 15 1.下列推理合理的是 (    ) A . 中硫原子采取杂化，则中碳原子也采取杂化 B. 分子空间结构是三角锥形，则分子空间结构也是三角锥形 C. 分子的键角是，则分子的键角也是 D. 分子中每个原子最外层都达到电子稳定结构，则分子中每个原子最外层也达到电子稳定结构 【答案】B  【解析】一个二氧化碳分子中含有个键且中心原子不含孤电子对，所以碳原子采用杂化，项错误；、中原子都采用杂化，有对孤电子对，所以分子空间结构都是三角锥形，项正确；的电负性比小，而且原子半径大，所以键上的电子偏向并没有中键上的电子偏向那么严重，排斥力也相应比较小，键角也稍小，项错误；分子中元素化合价为价，原子最外层未达电子结构，项错误。 2.下列中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构不正确的是 (    ) A. 中原子为杂化，为正四面体形 B. 中原子为杂化，为平面三角形 C. 中原子为杂化，为直线形 D. 中原子为杂化，为直线形 【答案】D  【解析】 杂化轨道数价层电子对数，中的价层电子对数为，杂化类型为，空间结构为正四面体形，项正确；中的价层电子对数为，杂化类型为，空间结构为平面三角形，项正确；中的价层电子对数为，杂化类型为，空间结构为直线形，项正确；中的价层电子对数为，杂化类型为，含有对孤对电子，空间结构是形，项错误。 本节小结 价电子对数 中心原子的杂化轨道类型 VSEPR模型名称 孤电子对数 分子的空间构型 实例 2 sp 直线形 0 直线形 BeCl2、CO2 3 sp2 平面三角形 0 V形 SO2 3 sp2 1 平面三角形 SO3 4 sp3 正四面体形 0 V形 H2O 4 sp3 1 三角锥形 NH3 4 sp3 2 正四面体形 CH4、CCl4 18 $