选修杂化轨道理论.pptx
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1、 C C原子与原子与H H原子结合形成的分子为什么是原子结合形成的分子为什么是CHCH4 4,而不是,而不是CHCH2 2或或CHCH3 3?CHCH4 4分子为什么具有正分子为什么具有正四面体的空间构型(键长、键能相同,键角四面体的空间构型(键长、键能相同,键角相同为相同为1092810928)?)?2s 2px 2py 2pz2s 2p2s 2p2s 2p2s 2px x x x 2p 2p 2p 2py y y y 2p 2p 2p 2pz z z z C第1页/共25页杂化轨道理论的基本要点杂化轨道理论的基本要点原子轨道在成键的过程中并不是一成不变的。同一原子中能量相近的某些轨原子轨道
2、在成键的过程中并不是一成不变的。同一原子中能量相近的某些轨道,在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有的状态。这道,在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有的状态。这一过程称为一过程称为“杂化杂化”。所形成的新轨道叫做。所形成的新轨道叫做“杂化轨道杂化轨道”。第2页/共25页u原子形成分子时,是先杂化后成键原子形成分子时,是先杂化后成键u同一原子中不同类型、能量相近的原子轨道参与杂化同一原子中不同类型、能量相近的原子轨道参与杂化u杂化前后原子轨道数不变杂化前后原子轨道数不变u杂化后形成的杂化轨道的能量相同杂化后形成的杂化轨道的能量相同u杂化后轨道的形状、伸展方向
3、发生改变杂化后轨道的形状、伸展方向发生改变u杂化轨道参与形成杂化轨道参与形成键,未参与杂化的轨道形成键,未参与杂化的轨道形成键键杂化轨道的要点杂化轨道的要点第3页/共25页为了解决这一矛盾,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,2 杂化轨道分类杂化轨道分类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CHHHH10928激发激发它它的的要要点点是是:当当碳碳原原子子与与4个个氢氢原原子子形形成成甲甲烷烷分分子子时时,碳碳原原子子的的2s轨轨道道和和3个个2p轨轨道道会会发发生生混混杂杂,混混杂杂时时保保持持轨轨道道总总数数不不变变
4、,得得到到4个个能能量量相相等等、成成分分相相同同的的sp3杂杂化化轨轨道道,夹夹角角109 28,表表示示这这4个个轨轨道道是是由由1个个s轨轨道道和和3个个p轨道杂化形成的如下图所示:轨道杂化形成的如下图所示:杂化杂化第4页/共25页1 sp3 杂化 一个一个s s s s轨道与三个轨道与三个p p p p轨道杂化后,得四个轨道杂化后,得四个spspspsp3 3 3 3杂化轨道,杂化轨道,每个杂化轨道的每个杂化轨道的s s s s成分为成分为1/41/41/41/4,p p p p成分为成分为3/43/43/43/4,它们的空间,它们的空间取向是四面体结构,相互的键角取向是四面体结构,相
5、互的键角=10928=10928=10928=10928 CHCH4 4,CCl,CCl4 4第5页/共25页NHNH3 3中中N N也是采取也是采取spsp3 3杂化杂化N的电子构型:1s22s22p3NF3第6页/共25页H2O中O也是采取sp3杂化O的电子构型:1s22s22p4第7页/共25页与中心原子键合的是同一种原子,分子呈高度对称的正四与中心原子键合的是同一种原子,分子呈高度对称的正四面体构型,其中的面体构型,其中的4 4个个spsp3 3杂化轨道自然没有差别,这种杂化类杂化轨道自然没有差别,这种杂化类型叫做型叫做等性杂化。等性杂化。中心原子的中心原子的4 4个个spsp3 3杂
6、化轨道用于构建不同的杂化轨道用于构建不同的轨道,轨道,如如H H2 2O O的中心原子的的中心原子的4 4个杂化轨道分别用于个杂化轨道分别用于键和孤对电子对,键和孤对电子对,这样这样的的4 4个杂化轨道显然有差别,叫做个杂化轨道显然有差别,叫做不等性杂化不等性杂化。等性杂化和不等性等性杂化和不等性spsp3 3杂化杂化第8页/共25页 交流与讨论:交流与讨论:为了满足生成为了满足生成BF3和和BeCl2的要求,的要求,B和和Be原子的价电子排布应原子的价电子排布应如何改变?用轨道式表示如何改变?用轨道式表示B和和Be原子的价原子的价电子结构的改变。电子结构的改变。BF3中的中的B是是sp2杂化
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