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三、杂化轨道理论三、杂化轨道理论 解释分子的立体构型解释分子的立体构型1、杂化轨道的概念、杂化轨道的概念 在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近能量相近的原子轨道间通过相互的混杂后，形成的原子轨道间通过相互的混杂后，形成轨道总数不变轨道总数不变的几个的几个能量与形状都相同能量与形状都相同的新轨道。的新轨道。2、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型（1）SP3杂化杂化（2）SP2杂化杂化（3）SP杂化杂化sp3杂化轨道的形成过程杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928sp3杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道杂化而得到轨道杂化而得到四个四个sp3杂化轨道。杂化轨道。每个杂化轨道的每个杂化轨道的s成分为成分为1/4，p成分为成分为3 /4，四个杂化轨道在空间，四个杂化轨道在空间分布呈正四面体，互成分布呈正四面体，互成10928例如：例如：CH4、NH3、H2Osp2杂化轨道的形成过程杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120sp2杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和2个个p轨道杂化而得到轨道杂化而得到三个三个sp2杂化轨道。杂化轨道。三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120例如：例如：C2H4C2H4(sp2杂化）杂化）sp杂化轨道的形成过程杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180sp杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化而得到轨道杂化而得到两个两个sp杂化轨道。杂化轨道。两个杂化轨道在空间分布呈直线型，互成两个杂化轨道在空间分布呈直线型，互成180例如：例如：C2H2C2H2(sp杂化杂化)3、杂化轨道类型的确定、杂化轨道类型的确定先确定分子或离子的先确定分子或离子的VSEPR模型，模型，然后确定中心原子的杂化轨道类型。然后确定中心原子的杂化轨道类型。杂化轨道数杂化轨道数=价层电子对数价层电子对数价层电子对数价层电子对数234杂化轨道数杂化轨道数常见杂化轨道常见杂化轨道类型类型234spsp2sp3代表代表物物价层电价层电子对数子对数中心原子无中心原子无孤对电子孤对电子CO22CH2O3CH44中心原子有中心原子有孤对电子孤对电子H2O4NH34直线形直线形平面三角形平面三角形四面体四面体V 形形三角锥形三角锥形 推测分子立体构型推测分子立体构型杂化轨杂化轨道类型道类型spsp2sp3sp3sp3立体构型立体构型注意：注意：（1）杂化轨道形成目的：满足分子对称性要求，从而使分）杂化轨道形成目的：满足分子对称性要求，从而使分子的整体能量最低，最稳定。子的整体能量最低，最稳定。（2）杂化轨道不是单个原子的行为，而是在形成分子时）杂化轨道不是单个原子的行为，而是在形成分子时中心原子采用的一种自发行为。中心原子采用的一种自发行为。（3）只有能量相近的轨道才能杂化。）只有能量相近的轨道才能杂化。 用杂化轨道理论分析下列物质的杂化轨道类型和分子的立体构型。用杂化轨道理论分析下列物质的杂化轨道类型和分子的立体构型。（1）BF3 （2）SO3 （3）NH4+（4）H3O+（5）SO32-想一想想一想 小结：小结：s-p型的三种杂化对比型的三种杂化对比CH4 , H2O BF3 , C2H4BeCl2 CO2 C2H2实实 例例 四面体四面体正三角形正三角形直直 线线空空 间间 构构 型型1090 2812001800杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角4个个sp3杂化轨杂化轨道道3个个sp2杂化轨杂化轨道道2个个sp杂化轨道杂化轨道杂杂 化化 轨轨 道道 数数1个个s + 3个个p1个个s + 2个个p1个个 s + 1个个p参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道sp3Sp2sp杂杂 化化 类类 型型 杂化轨道只用于形成杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子剩余键或者用来容纳孤对电子剩余的的p轨道可以形成轨道可以形成键键1、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是 因为（因为（ ） A两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为为sp2杂化，杂化， 而而CH4是是sp3杂化杂化 BNH3分子中分子中N原子形成原子形成3个杂化轨道，个杂化轨道，CH4分子中分子中C原子形原子形 成成4个杂化轨道个杂化轨道 CNH3分子中有未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥分子中有未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥 作用较强作用较强 D氨气分子中氮原子电负性强于甲烷分子中的碳原子氨气分子中氮原子电负性强于甲烷分子中的碳原子2、(07海南海南)用价层电子对互斥理论预测用价层电子对互斥理论预测H2S和和BF3的立体结构，的立体结构，两个结论都正确的是（两个结论都正确的是（ ） A直线形；三角锥形直线形；三角锥形 BV形；三角锥形形；三角锥形 C直线形；平面三角形直线形；平面三角形 DV形；平面三角形形；平面三角形3、 下列关于丙烯（下列关于丙烯（CH3CH=CH2）的说法正确的是（）的说法正确的是（ ）A. 丙烯分子有丙烯分子有7个个键，键，1个个键键 B. 丙烯分子中丙烯分子中3个碳原子都是个碳原子都是sp3杂化杂化C. 丙烯分子中既存在极性键又存在非极性键丙烯分子中既存在极性键又存在非极性键 D. 丙烯分子中所有原子在同一平面上丙烯分子中所有原子在同一平面上4、(11江苏江苏)原子序数小于原子序数小于36的的X、Y、Z、W四种元素，其中四种元素，其中X是是形成化合物种最多的元素，形成化合物种最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层原子基态时最外层电子数是其内层电子数的电子数的2倍，倍，Z原子基态时原子基态时2p原子轨道上有原子轨道上有3个未成对的电子，个未成对的电子，W的原子序数为的原子序数为29。回答下列问题：。回答下列问题：(1)Y2X2分子中分子中Y原子轨道的杂化类型为原子轨道的杂化类型为 ， 1mol Y2X2含有含有键的数目为键的数目为 。(2)化合物化合物ZX3的沸点比化合物的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是的高，其主要原因是 。(3)元素元素Y的一种氧化物与元素的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，的一种氧化物互为等电子体，元素元素Z的这种氧化物的分子式是的这种氧化物的分子式是 。键对数键对数孤电子对数孤电子对数分子的立体构型分子的立体构型VSEPR模型模型价层电子对数价层电子对数杂化轨道类型杂化轨道类型孤电子对数孤电子对数键个数键个数 (a-xb)/2234spsp2sp3234直直线线形形平平面面三三角角形形四四面面体体