杂化轨道理论 .pptx

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1、本节课主要讨论的几个问题本节课主要讨论的几个问题为什么要建立和学习杂化轨道理论？杂化轨道理论的要点有哪些？杂化轨道有哪几种类型？怎么运用杂化轨道理论来分析和解决问题？第1页/共25页【学习讨论】分子中的分子中的4 4个个CH键是完全等同的，键是完全等同的，每两个键之间的键角都是每两个键之间的键角都是10928。1、甲烷分子的立体构型是什么？分子中有几个C-H键？比较这几个化学键的键长、键角、键能有没有不同？正四面体型4个C-H键一、为什么要建立杂化轨道理论第2页/共25页2、从甲烷分子中从甲烷分子中C-H键的数目，说明中心键的数目，说明中心原子原子C在与在与H化合时应有几个未成对电化合时应有几

2、个未成对电子？由子？由C原子的价电子排布可知：原子的价电子排布可知：C C原子原子的未成对电子是多少？由此推测基态的未成对电子是多少？由此推测基态C原子的最外层电子发生了什么样的变化原子的最外层电子发生了什么样的变化？跃迁【学习讨论】2p2s激发态最外层s电子发生了跃迁2s2p基态C:第3页/共25页3 3、电子跃迁后，得到的四个原子轨道有没、电子跃迁后，得到的四个原子轨道有没有差别？那么由这四个原子轨道结合有差别？那么由这四个原子轨道结合H H原子原子形成的形成的4 4个个C-HC-H键应该有无差别？键应该有无差别？【学习讨论】解决问题的方法是建立新的理论-美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论。

3、这与实际测得甲烷分子中的4个C-H键的键长，键能、键角有没有矛盾？解决这一矛盾的出路是什么？第4页/共25页【学习讨论】4、阅读课本P39并思考：鲍林是怎么解决这个矛盾的，如何解释甲烷分子的正四面体结构？动画视频2s2p基态C:跃迁2p2s激发态杂化杂化态-以上就是杂化轨道理论的观点第5页/共25页二、杂化轨道理论有哪些要点？1、什么是“杂化”？在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化。产生的新轨道叫杂化轨道。第6页/共25页四变成分能量形状伸展方向一不变：轨道数目【思考与交流】（1）甲烷分子中C原子的轨道杂化过程前后，发生了

4、哪些变化？哪些没有变化？（2）杂化后的轨道在空间的分布要遵守VSEPR理论吗？那么4个完全相同的杂化轨道在空间应该怎样分布？第7页/共25页2、杂化轨道理论的要点 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性（原因）四变 成分 能量形状 伸展方向一不变：轨道数目第8页/共25页【杂化轨道的类型讨论】像甲烷分子中碳原子这样，由1个s轨道和3个p轨道杂化后，形成4个新轨道。sp3杂化呈正四面体形，夹角为10928。概念特点（1）成分：每个sp3杂化轨道有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道（2）空间构型：第9页/共25页【合作探究】已知：BF3分子中共有三个键，为平面三角形分子（键角120）。120F

5、FFB 问题：BF3 分子中心原子有没有发生杂化？为什么？如果发生杂化，是哪些轨道发生杂化？第10页/共25页B原子的杂化过程：动画视频第11页/共25页【杂化轨道的类型讨论】由1个s轨道和2个p轨道杂化后，形成3个新轨道。sp2杂化3个sp2杂化轨道呈平面三角形，夹角为120概念特点（1）成分：每个sp2杂化轨道有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道（2）空间构型：第12页/共25页【问题思考】当有1个s轨道和3个相互垂直的p轨道参与杂化，得到了sp3杂化轨道；有1个s轨道和2个p轨道参与杂化，得到的是sp2杂化轨道。依此类推，当只有1个s轨道和1个p轨道参与杂化，应该属于什么杂化类型？有

6、何特点？动画视频第13页/共25页【杂化轨道的类型讨论】由1个s轨道和1个p轨道杂化后，形成2个新轨道。sp杂化2个sp杂化轨道呈直线形，夹角为180概念特点（1）成分：每个sp杂化轨道有 1/2 s 轨道和 1/2 p 轨道（2）空间构型：第14页/共25页15杂化类型杂化类型参与杂化参与杂化的轨道类的轨道类型和数目型和数目杂化杂化轨道轨道数目数目每个杂化轨道每个杂化轨道成分成分杂化轨道杂化轨道互斥模型互斥模型sp3杂化杂化sp2杂化杂化sp杂化杂化O 1个s轨道，3个p轨道41/4 s 轨道3/4 p 轨道1个s轨道，2个p轨道31/3 s 轨道2/3 p 轨道1个s轨道，1个p轨道21/

7、2 s 轨道1/2 p 轨道三、杂化轨道理论的类型第15页/共25页四、运用杂化轨道理论来分析和解决问题的方法 所以从杂化类型可以分析分子的结构。反过来，从分子的空间结构可以推测分子里中心原子的轨道杂化类型。特定的杂化类型，其杂化轨道就具有特定的空间构型。第16页/共25页【课堂练习】完成下表 归纳小结分子分子VSEPRVSEPR模型模型杂化轨道类型杂化轨道数目中心原子结合的原子数孤电子对数H2ONH3CH4BF3CO2四面体形sp3sp3sp3sp2sp444322231403002四面体形正四面体形平面三角形直线形第17页/共25页杂化轨道数=孤电子对数中心原子结合的原子数中心原子杂化类型

8、判断的简单方法：【方法讨论】：如果对某种分子的立体构型和杂化类型都不清楚，还能采用什么简单的方法得出该分子中心原子的杂化类型？（提示：从杂化轨道数目入手）=中心原子价层电子对数价层电子对要包括键电子对吗？第18页/共25页【思考】已知乙烯的分子所有原子在空间处于同一平面上，判断乙烯分子的碳原子采用的是什么杂化类型？它的杂化轨道用于形成什么类型的化学键？最外层未杂化的轨道形成什么类型的化学键？第19页/共25页【温馨提示】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。而未参与杂化的p轨道可用于形成键。第20页/共25页 请判断下列分子或离子的VSEPR模型和中心原子的轨道杂化类型：H3O

9、+、CO32-、H2S、PH3 【巩固练习】第21页/共25页 一、为什么要建立杂化轨道理论二、杂化轨道理论的要点 三、杂化轨道理论的类型sp3杂化、sp2杂化、sp杂化四、运用杂化轨道理论分析和解决问题的方法 杂化轨道数=孤电子对数中心原子结合的原子数=中心原子价层电子对数杂化轨道理论简介1、概念；2、要点：四变、一不变、对称性第22页/共25页（2013年江苏高考21题节选）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。（2）在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是（）（4）Y 与Z可形成YZ42 YZ42的空间构型为（）【高考对接】第23页/共25页【知识迁移知识迁移】1 1、试判断、试判断H H2 2O O、NHNH3 3、CHCH4 4的杂化的杂化轨道类型？轨道类型？VSEPRVSEPR模型分别是模型分别是？2、既然三者是同样的杂化轨道类型，但是为什么它们的VSEPR模型却有区别？第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页