【课件】杂化轨道++课件高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

第二章 晶体结构与性质第二节 分子的空间结构 第二课时 杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 思考与讨论2/22人教版（2019）选择性必修二 请同学们写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？C原子原子 电子排布图电子排布图（轨道表示式）（轨道表示式）1s22s22p2H 电子电子排布图排布图1s1思考与讨论人教版（2019）选择性必修二 我我们们已已经经知知道道，甲甲烷烷分分子子呈呈正正四四面面体体形形，它它的的4个个C H的的键键长长相相同同，H-C-H的的键键角角为为10928。按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个个C H单单键键都都应应该该是是键键，然然而而，碳碳原原子子的的4个个价价层层原原子子轨轨道道是是3个个相相互互垂垂直直的的2p 轨轨道道和和1个个球球形形的的2s轨轨道道，用用它它们们跟跟4个个氢氢原原子子的的1s原原子子轨道重叠，轨道重叠，不可能得到正四面体构型不可能得到正四面体构型的甲烷分子。的甲烷分子。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论3/22思考与讨论人教版（2019）选择性必修二 sp3C：2s22p2 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合成并重新组合成4个能量与形状完全相同的个能量与形状完全相同的轨道。轨道。我们把这种轨道称之为我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道杂化轨道。109284/22思考与讨论人教版（2019）选择性必修二 为为了了四四个个杂杂化化轨轨道道在在空空间间尽尽可可能能远远离离，使使轨轨道道间间的的排排斥斥最最小小，4个个杂杂化化轨道的伸展方向成什么立体构型轨道的伸展方向成什么立体构型?10928 四四个个H原原子子分分别别以以4个个s轨轨道道与与C原原子子上上的的四四个个sp3杂杂化化轨轨道道相相互互重重叠叠后后，就就形形成成了了四四个个性性质质、能能量量和和键键角角都都完完全全相相同同的的s-sp3 键键，从从而而构构成成一一个正四面体形的分子。个正四面体形的分子。5/22一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 1.杂化轨道理论：杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。2.杂化轨道：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合形成一组能量相等、成分相同的新轨道的过程叫做原子轨道的杂化。原子轨道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。6/22一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 3.要点：(1)原子在成键时，同一原子中能量相近(如2s、2p)的原子轨道可重新组合成杂化轨道，原子轨道的杂化只有在形成分子时才会发生。(2)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。(3)杂化改变了原子轨道的形状、伸展方向，杂化使原子的成键能力增加。(4)为使相互间的排斥最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。同一组杂化轨道的伸展方向不同，但形状完全相同。7/22一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 4.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(4)杂化后的新轨道能量、形状都相同(5)杂化后的轨道之间尽可能远离。(6)杂化轨道只用于形成键和容纳孤电子对8/22（1）sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和轨道和1/2 p 轨道的成分轨道的成分两个轨道间的夹角为两个轨道间的夹角为180，呈，呈直线形直线形 sp 杂化杂化：1个个ns 轨道与轨道与1个个np 轨道杂化而成的轨道杂化而成的。形成形成2个个sp 杂化轨道。杂化轨道。一杂化轨道理论简介5.杂化轨道的类型及分子的空间构型：人教版（2019）选择性必修二 9/22180ClClBe例如：例如：sp 杂化杂化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：原子：1s22s2 没有单个电子没有单个电子ClClsppxpxspsp杂化杂化一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 10/22练习1：分析C2H2的杂化方式C2p22s2基态原子：H1s1激发态原子：C2p32s1杂化后：一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 11/22（2）sp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120 每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨轨道的成分每两个轨道间的夹角为道的成分每两个轨道间的夹角为120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2杂化杂化：1个个ns 轨道与轨道与2个个np 轨道轨道杂化而成的杂化而成的。形成形成3个个sp2 杂化轨道。杂化轨道。一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 12/22120FFFB例如：例如：sp2 杂化杂化 BF3分子的形成分子的形成B B：1s1s2 22s2s2 22p2p1 1 没有没有3 3个单电子个单电子sp2sp2杂化一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 13/22练习2：分析C2H4的杂化方式C2s2基态原子：H1s1激发态原子：C2p32s1杂化后：HHHH2p2一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 14/22练习3：请结合价键理论分析BH3的分子结构BH2p12s21s1基态原子：激发态原子：B2p22s1杂化后：HHH一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 注注 意意：sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成键，而杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。15/22sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3杂化杂化：1个个ns 轨道与轨道与3个个np 轨道杂化而成的轨道杂化而成的,形成形成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。每个每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有含有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分每两个轨道间的夹角为轨道的成分每两个轨道间的夹角为10928，空间构型为空间构型为正四面体形正四面体形一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 16/22一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 sp3杂化轨道的形成过程 17/22例如：例如：sp3 杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成sp3C：2s22p2一杂化轨道理论简介人教版（2019）选择性必修二 18/22一表2-1 杂化轨道类型及分子的空间结构 杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目1个s轨道和1个p轨道1个s轨道和2个p轨道1个s轨道和3个p轨道杂化轨道的数目234杂化轨道间的夹角18012010928空间结构名称直线形平面三角形正四面体形实例CO2、C2H2BF3、CH2OCH4、CCl4人教版（2019）选择性必修二 杂化轨道理论简介19/22对于ABn型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等。A的价电子对数234A的杂化轨道数杂化类型A A的价电子空间构型的价电子空间构型(VSEPRVSEPR模型模型)A的杂化轨道空间构型ABn型分子或离子空间构型234spsp2sp3直线形平面三角形正四面体直线形平面三角形正四面体直线形平面三角形BF3或V形SO2正四面体、三角锥形或V形表2-2 杂化轨道类型的判断 人教版（2019）选择性必修二 一杂化轨道理论简介20/22总结人教版（2019）选择性必修二 a.杂化轨道数=参与杂化的原子轨道数b.杂化改变了原子轨道的形状c.杂化使原子的成键能力增强d.杂化轨道用于形成键或容纳孤电子对 21/22Thank YouThank YouThank YouThank You