【高中化学】杂化轨道理论简介课件 2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

杂化轨道理论简介课课程标准要程标准要求求1.了解了解杂化化轨道理道理论的基本内容。的基本内容。2.能根据有关理能根据有关理论判断判断简单分子或离子的立体构型。分子或离子的立体构型。一、杂化轨道理论杂化轨道理论是一种价键理论，是化学家_为了解释分子的空间结构提出的。鲍林 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成(1)在形成CH4分子时，碳原子的一个_轨道和三个_轨道发生混杂，形成四个能量相等的_杂化轨道。四个_杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个CH键是等同的。2s2psp3sp3(2)甲烷中碳原子的sp3杂化可表示如下：2.轨道杂化与杂化轨道轨道杂化与杂化轨道自测自测1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的()(2)只有能量相近的轨道才能杂化()(3)2s轨道与3p轨道能形成杂化轨道()二、杂化轨道类型及其空间结构1.sp3杂化轨道杂化轨道sp3杂化轨道是由_个ns轨道和_个np轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是_，立体构型为_形。其杂化过程如下图所示：1310928正四面体2.sp2杂化轨道杂化轨道sp2杂化轨道是由_个ns轨道和_个np轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角是_，呈_，其杂化过程如下图所示：12120平面三角形3.sp杂化轨道杂化轨道sp杂化轨道是由_个ns轨道和_个np轨道杂化而成的，sp杂化轨道间的夹角是_，呈_形，其杂化过程如下图所示：11180直线4.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型模型与中心原子的杂化轨道类型spsp2sp2sp3sp3sp3CO2自测自测 2.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)凡通过sp3杂化形成的分子，其空间构型一定为正四面体形()(2)sp杂化轨道是直线形，夹角180()(3)C2H4分子中的键角都约是120，则碳原子的杂化方式为sp2()分子空间结构与杂化轨道类型的关系分子空间结构与杂化轨道类型的关系下图是描述甲烷、乙烯和乙炔分子的成键情况：1.分析图1中甲烷分子中碳原子的杂化方式，原子轨道杂化后甲烷分子是如何形成正四面体结构的？提提示示：甲甲烷分分子子中中的的碳碳原原子子的的杂化化方方式式是是sp3杂化化。碳碳原原子子的的2s轨道道中中1个个电子子吸吸收收能能量量跃迁迁到到2p空空轨道道上上，1个个2s轨道道和和3个个2p轨道道发生生混混杂，形形成成能能量量相等、成分相同的相等、成分相同的4个个sp3杂化化轨道。道。4个个sp3杂化化轨道道上上的的电子子相相互互排排斥斥，使使4个个杂化化轨道道指指向向空空间距距离离最最远的的正正四四面面体体的的4个个顶点点，碳碳原原子子以以4个个sp3杂化化轨道道分分别与与4个个氢原原子子的的1s轨道道重重叠叠，形形成成4个个CH 键，从从而而形形成成CH4分分子子。由由于于4个个CH 键完完全全相相同同，所所以以形形成的成的CH4分子的空分子的空间结构构为正四面体形，正四面体形，键角是角是10928。2.分析图2中乙烯分子中碳原子的杂化方式，总结原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？提提示示：乙乙烯分分子子中中C原原子子的的杂化化方方式式是是sp2杂化化，杂化化轨道道数数目目与与参参与与杂化化的的原原子子轨道道数数目目相相同同，能能量量相相同同，杂化化后后，形形成成的的一一组杂化化轨道道能能量量相相同同，即即形成的形成的3个个sp2杂化化轨道的能量相同。道的能量相同。3.分析图3乙炔中碳原子的杂化方式，根据甲烷、乙烯和乙炔中碳原子的杂化方式分析分子的空间构型与杂化类型有何关系？提提示示：乙乙炔炔分分子子中中C原原子子的的杂化化方方式式为sp杂化化。当当杂化化轨道道全全部部用用于于形形成成键时，分分子子或或离离子子的的立立体体构构型型与与杂化化轨道道的的立立体体构构型型相相同同；当当杂化化轨道道中中有有未未参参与与成成键的的孤孤电子子对时，孤孤电子子对对成成键电子子对的的排排斥斥作作用用会会使使分分子子或或离子的立体构型与离子的立体构型与杂化化轨道的形状有所不同。道的形状有所不同。1.原子轨道的杂化过程原子轨道的杂化过程2.分子的空间结构与杂化类型间的关系分子的空间结构与杂化类型间的关系(1)当杂化轨道全部用于形成键时，分子或离子的立体构型与杂化轨道的立体构型相同。杂化类型spsp2sp3轨道组成一个ns轨道和一个np轨道一个ns轨道和两个np轨道一个ns轨道和三个np轨道轨道夹角18012010928(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。在杂化轨道的基础上，略去孤电子对，即为分子的立体构型。例如：1.下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是()A.BeCl2、CO2B.H2O、SO2C.SO2、CH4D.NF3、CH2OA2.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的空间结构和中心原子(S)采取何种杂化方式的说法正确的是()A.三角锥形、sp3B.平面三角形、sp2C.平面三角形、sp3D.三角锥形、sp2 A3.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是()A影响键角大小的因素主要有中心原子的杂化类型、中心原子孤电子对数、配位原子的电负性大小、中心原子的电负性大小等，这几个影响键角的因素都是有条件的，在影响键角的能力方面也是有区别的。(1)电子对斥力大小的顺序顺序：孤电子对之间的斥力孤电子对与成键电子对之间的斥力成键电子对之间斥力。微专微专题题键角的大小比较键角的大小比较原因：键合电子对受到左、右两端带正电的原子核的吸引，而孤电子对只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤电子对电子云较“胖”，占据较大的空间，而键合电子对电子云较“瘦”，占据较小的空间。实例：如CH4、NH3、H2O三种分子的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为正四面体形，CH4、NH3和H2O中的孤电子对数分别是0、1、2，故键角大小顺序为CH4NH3H2O，图示如下：(2)双键之间的斥力双键与单键之间的斥力单键之间的斥力。例如：SO2Cl2的VSEPR模型为四面体形，因S=O是双键，SCl是单键，依据斥力的大小顺序判断：“OSO”10928“ClSCl”“OSCl”10928(3)斥力大小顺序：xwxwxwxsxsxs(其中x代表配位原子的电负性，下标w为弱，s为强)例如：SO2F2中“FSF”为98，而SO2Cl2中“ClSCl”为102，后者键角较大的原因就是Cl的电负性小于F，ClSCl中价层电子对的斥力大于FSF中价层电子对的斥力，故SO2Cl2分子中键角大。构建模板构建模板1.下列物质的分子中，键角最小的是()CA.H2OB.BF3 C.H2SD.CH4 2.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角()A.等于120B.大于120C.小于120D.等于180C3.请回答下列问题。大于H2O中氧原子有两对孤电子对，H3O中氧原子有一对孤电子对，排斥力较小 大于C=O键对CC键的斥力大于CO键对CC键的斥力方方法技法技巧巧中心原子杂化轨道类型的常用判断方法中心原子杂化轨道类型的常用判断方法方法一：根据中心原子的价层电子对数判断中心原子的价层电子对数键数孤电子对数中心原子价层电子对数23456杂化类型spsp2sp3sp3dsp3d2说明s、p能级共有4个轨道，全部杂化最多有4个杂化轨道，当计算出价层电子对数超过4时，必然有d轨道参与杂化，且参与杂化的d轨道数价层电子对数4。方法二：根据分子的结构式判断杂化类型sp3sp2spC的成键方式4个单键1个双键和2个单键2个双键或1个三键和1个单键N的成键方式3个单键1个双键和1个单键1个三键说明该方法一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断。方法三：根据杂化轨道之间的夹角判断内容夹角杂化轨道类型不同的杂化方式，其杂化轨道之间的夹角不同，所以可根据杂化轨道间的夹角判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型10928sp3120sp2180sp方法四：根据分子的空间结构判断分子的空间结构杂化轨道类型四面体形或三角锥形sp3平面三角形sp2直线形sp1.下列分子中的中心原子是sp2杂化的是()A.NH3B.CH4 C.BF3D.H2O C2.甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醛、甲醇分子内C原子的杂化方式分别为()A.sp2sp2B.sp3sp2C.sp2sp3D.spsp3C3.判断下列分子的中心原子的杂化类型：(1)NI3；(2)CH3Cl；(3)SO2。答案答案(1)sp3(2)sp3(3)sp2