杂化轨道理论-(公开课).ppt

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1、第二节第二节分子的立体结构分子的立体结构（杂化轨道理论）（杂化轨道理论）中心原子中心原子分子分子类型类型中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数代表物代表物空间构型空间构型无孤对电子无孤对电子AB22CO2AB33CH2OAB44CH4有孤对电子有孤对电子AB22H2OAB33NH3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V形形三角锥形三角锥形二、价层电子对互斥模型二、价层电子对互斥模型(VSEPR(VSEPR模型模型)一、形形色色的分子一、形形色色的分子复复习习回回顾顾3.3.如果如果C C原子就以个原子就以个s s轨道和个轨道和个p p轨道上的轨道上的单电子，分别与四个原子的单电子

2、，分别与四个原子的s s轨道上的单电子轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与与CHCH分子的实际情况是否吻合？分子的实际情况是否吻合？思考与交流思考与交流1.1.回忆：回忆：CHCH分子中分子中C C原子形成几个共价键？分子原子形成几个共价键？分子空间构型怎样？空间构型怎样？2.2.写出基态写出基态C C原子价电子的电子排布图原子价电子的电子排布图,并推测：并推测：CHCH分子的分子的C C原子怎样才能形成四个共价键？原子怎样才能形成四个共价键？键长、键能相同，键角相同为键长、键能相同，键角相同为109282s 2px 2py

3、2pz 为为了了解解决决这这一一矛矛盾盾，鲍鲍林林提提出出了了杂杂化化轨轨道道理理论论三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介2s2pC的基态的基态2s2p激发态激发态正四面体形正四面体形sp3 杂化态杂化态激发激发杂化杂化sp3 杂化杂化 四个四个H原子分别以原子分别以1s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的和键角都完全相同的s-sp3键，形成一个正四面键，形成一个正四面体构型的分子。体构型的分子。10928 在形成分子时，由于原子的相互影响，在形成分子时，由于原子的相互影响，同同一

4、原子中的若干不同类型、能量相近的原子一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道 这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的“杂化杂化”（混合平均化混合平均化）1.1.杂化轨道概念杂化轨道概念三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介180实验测得实验测得:两个共价键，直线形分子（键角两个共价键，直线形分子（键角180）ClBeCl 探究探究1：BeCl2分子的形成分子的形成 Be原子价电子排布式：原子价电子排布式：2s2

5、 没有未成对电子没有未成对电子ClClBe3杂化杂化类型类型（1）sp杂化杂化一个一个2s 和一个和一个2 p 轨道杂化轨道杂化,形成形成2个个sp杂化杂化轨道轨道每个每个sp杂化轨道的形状为杂化轨道的形状为 一头大，一头小；一头大，一头小；含有含有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，呈直线型。直线型。1个个s 轨道与轨道与1个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成2个个sp杂化轨道。杂化轨道。BeCl2分子的形成分子的形成 为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180。sp杂化

6、轨道的形成和空间取向示意图杂化轨道的形成和空间取向示意图乙炔乙炔(C2H2)分子形成分子形成2s2pC的基态的基态激发激发2s2p激发态激发态杂化杂化 sp 2p2pCO2分子分子怎样形成的?实验测得，三个共价键，实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角平面三角形分子（键角120）。）。B原子价电子排布式：原子价电子排布式：2s22p1，有一，有一个未成对电子个未成对电子120FFFB 探究探究2：BF3 分子的形成分子的形成 （2）sp2杂化杂化 1个个2s 轨道与轨道与2个个2p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成3个个sp2 杂杂化轨道。化轨道。每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头

7、大，一头杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有小，含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨道的成分轨道的成分,每每两个轨道间的夹角为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s 轨道与轨道与2个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成3个个sp2 杂化轨道。杂化轨道。乙烯（乙烯（C2H4）分子的形成）分子的形成激发激发2s2p激发态激发态2s2pC的基态的基态杂化杂化 sp2 2p（3）sp3杂化杂化 sp3杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与3个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。每个每个sp3杂化轨道的形状杂化

8、轨道的形状也为一头大，一头小，也为一头大，一头小，含有含有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分轨道的成分 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为10928，正四面体形，正四面体形CH4分子的形成分子的形成NH3的空间构型的空间构型不等性杂化不等性杂化的空间构型的空间构型大大键键（离域键）（离域键）C6H6杂杂 化化 类类 型型spspspsp2 2spsp3 3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道 杂杂 化化 轨轨 道道 数数 杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角 空空 间间 构构 型型 实实 例例 3.3.三种三种spsp杂化轨道类型的比较杂化轨道类型的比较 1个个s+2个个p1个个

9、s+1个个p1个个s+3个个p2个个sp杂化杂化轨道轨道3个个sp2杂化轨道杂化轨道4个个sp3杂化轨道杂化轨道18012010928直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形BeCl2BF3CH4 杂化轨道数杂化轨道数 =中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数=中心原子孤中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数对电子对数中心原子结合的原子数0+2=2sp直线形直线形0+3=3sp2平面三角形平面三角形1+2=3sp2 V形形0+4=4sp3正四体正四体形形1+3=4sp3三角锥形三角锥形2+2=4sp3V形形代表物代表物价层电子对价层电子对数数杂化轨道类型杂化轨道类型 分子结构分

10、子结构CO2CH2OSO2CH4NH3H2O4.4.中心原子杂化类型判断的一般方法中心原子杂化类型判断的一般方法知识小结三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介1.1.杂化轨道概念杂化轨道概念2.2.杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点3.3.三种三种spsp杂化轨道类型的比较杂化轨道类型的比较 sp杂化轨道杂化轨道直线形，夹角直线形，夹角1802个个sp2杂化轨道杂化轨道平面三角形，夹角平面三角形，夹角1203个个sp3杂化轨道杂化轨道正四面体形，夹角正四面体形，夹角109284个个4.4.中心原子杂化类型判断的一般方法中心原子杂化类型判断的一般方法杂化轨道数杂化轨道数=中心原子价层电子对数

11、中心原子价层电子对数=中心原子孤对电子对中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数数中心原子结合的原子数1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ACO2与与SO2 BCH4与与NH3 ()CBeCl2与与BF3 DC2H2与与C2H4B 2：对：对SO2与与CO2说法正确的是说法正确的是()A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原子和原子和C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构，CO2为直线形结构为直线形结构D3：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。分子的几何构型。(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4)C12O