【课件】第二节分子的空间结构（第三课时）课件-2022-2023学年高二化学人教版2019选择性必修2.pptx

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1、第二第二章章分分子结构与子结构与性质性质第二节第二节分子分子的空间结构的空间结构第第三三课时课时杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介1、理解理解杂化轨道理论的基本含义。杂化轨道理论的基本含义。2、能能利用杂化轨道理论判断简单分子或离子的空间结利用杂化轨道理论判断简单分子或离子的空间结构。构。3、通过通过对杂化轨道理论的对杂化轨道理论的认知认知，从从微观视角探析杂化微观视角探析杂化轨道理论与分子空间结构的关系。轨道理论与分子空间结构的关系。4、通过通过对杂化轨道理论解释简单的共价分子或离子空对杂化轨道理论解释简单的共价分子或离子空间结构的间结构的认识认识，建立建立证据与模型及其发展之间的辩证证据与模

2、型及其发展之间的辩证关系。关系。教学目标教学目标杂化轨道杂化轨道理论简介理论简介写出写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子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与氢原子结合形成CH4，而不是，而不是CH2？按照按照我们已经学过的价键理论，甲烷的我们已经学过的价键理论，甲烷的4个个CH单键都应该是单键都应该是键键，然而然而，碳原子的，碳原子的4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3个个相互垂直的相互垂直的2p轨道和轨道和1个个球形的球形的2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4个氢原子的个氢原子的1s原子轨道重叠，原子轨道重叠，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的甲

3、烷分子。分子。如何解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论如何解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论对杂化过程的理解对杂化过程的理解1、定义定义在在形成分子形成分子时时，由于由于原子的相互原子的相互影响影响，若干若干个不同类型个不同类型但但能量相近能量相近的原子轨道发生的原子轨道发生混杂混杂，重新重新组合成一组新轨道的组合成一组新轨道的过程叫做过程叫做原子轨道的原子轨道的杂化杂化，所所形成的新轨道就称为形成的新轨道就称为杂化轨道杂化轨道。2、要点要点(1)能量相近能量相近：参与杂化的各原子轨道能量要参与杂化的各原子轨道能量要相近相近（同一能同一能级组或相近能级组的轨道级组或相近能级组的轨道）。(2)

4、数目不变数目不变：参与杂化的轨道数目等于形成的参与杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道杂化轨道数数目。目。(3)排斥力排斥力最小最小：杂化轨道在空间取最大夹角分布杂化轨道在空间取最大夹角分布，且不同且不同的杂化轨道伸展方向不同。的杂化轨道伸展方向不同。一、一、杂化轨道杂化轨道理论简介理论简介3、杂化轨道的形成及其特点杂化轨道的形成及其特点杂化杂化前后原子轨道在空间取最大夹角分布，能使相前后原子轨道在空间取最大夹角分布，能使相互间互间排斥力最小。排斥力最小。4、杂化的条件（1）只有）只有在形成化学键时才能杂化在形成化学键时才能杂化（2）只有）只有能量相近的轨道间才能杂化能量相近的轨道间才能杂化1、杂

5、化轨道的类型(1)sp3杂化轨道正四面体形二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系10928sp3杂化轨道是 由1个ns轨道和3个np轨道杂化而成，每个 sp3杂化轨道都含有 和的成分，sp3杂 化 轨 道 间 的 夹 角 为，空间结构为正四面体形。如右图所示。(2)sp2杂化轨道杂化轨道平面三角形平面三角形sp2杂杂化化轨轨道道是是由由ns轨轨道道和和np轨轨道道杂杂化化而而成成的的，每每个个sp2杂杂化化轨轨道道含含有有和和成成分分，sp2杂杂化化轨轨道道间的夹角都是间的夹角都是120，呈平面三角形，如下图所示。，呈平面三角形，如下图所示。1个2个120FF

6、FBB：1s22s22p1没有没有3个单电子个单电子sp2sp2杂化例如：例如：Sp2杂化杂化BF3分子的形成分子的形成(3)sp杂化杂化直线形直线形sp杂杂化化轨轨道道是是由由ns轨轨道道和和np轨轨道道杂杂化化而而成成的的，每每个个sp杂杂化化轨轨道道含含有有和和的的成成分分，sp杂杂化化轨轨道道间的夹角为间的夹角为180，呈直线形，如下图所示。，呈直线形，如下图所示。1个1个180ClClBe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，spsp杂化杂化ClClsppxpx2、杂化、杂化类型类型判断判断A的价电子对数的价电子

7、对数234A的杂化轨道数的杂化轨道数杂化类型杂化类型A的价电子空间构型的价电子空间构型（VSEPR模型）模型）A的杂化轨道空间构型的杂化轨道空间构型ABm型分子或离子空型分子或离子空间构型间构型对于对于ABm型分子或离子，其中心原子型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数的杂化轨道数恰好与恰好与A的价电子对数相等。的价电子对数相等。234spsp2sp3直线型直线型平面三角形平面三角形正四面体正四面体直线型直线型平面三角形平面三角形正四面体正四面体直线型直线型平面三角形平面三角形或或V形形正四面体三角正四面体三角锥形或锥形或V形形杂化轨道数杂化轨道数=中心原子孤对电子对数中心原子孤对电子对数中心

8、原子结合的原子数中心原子结合的原子数杂化轨道理论解释微粒的立体构型杂化轨道理论解释微粒的立体构型=中心原子的价层电子对数中心原子的价层电子对数代表物代表物杂化轨杂化轨道数道数杂化轨杂化轨道类型道类型VSEPR模型模型名称名称分子的分子的立体构型立体构型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O0+2=2sp直线形直线形0+3=3sp2平面三角形平面三角形0+4=4sp3正四面体形正四面体形1+2=3sp2V形形1+3=4sp3三角锥形三角锥形2+2=4sp3V形形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平面三角形平面三角形四面体形四面体形四面体形四面体形判断分子或离子中心原子的杂化类型

9、的一般方法：判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：对于主族元素对于主族元素来说：中心原子来说：中心原子的杂化轨道数的杂化轨道数=价层电子数价层电子数=键电子对数（中心原子结合的电子数）键电子对数（中心原子结合的电子数）+孤电子孤电子对数规律对数规律：当中心原子当中心原子的价层电子对数为的价层电子对数为4时，其杂化类型为时，其杂化类型为sp3杂化；杂化；当当中心原子的价层电子对数为中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为时，其杂化类型为sp2杂化；杂化；当当中心原子的价层电子对数为中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型为时，其杂化类型为sp杂化。杂化。通过看中心原子有没有形成双键或三键

10、来判断中心原子通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型的杂化类型。规律规律：如果如果有有1个三键或两个双键，则其中有个三键或两个双键，则其中有2个个键，用去键，用去2个个p轨道，形成的是轨道，形成的是sp杂化；杂化；如果如果有有1个双键则其中必有个双键则其中必有1个个键，用去键，用去1个个P轨道，形轨道，形成的是成的是sp2杂化；杂化；如果如果全部是单键，则形成全部是单键，则形成sp3杂化。杂化。本节小结本节小结价电子价电子对数对数中心原子的杂中心原子的杂化轨道类型化轨道类型VSEPR模型名称模型名称孤电子孤电子对数对数分子的空间分子的空间构型构型实例实例2sp直线形直线形0

11、直线形直线形CO23sp2平面平面三角形三角形0V形形SO23sp21平面三角形平面三角形SO34sp3正四正四面体形面体形0V形形H2O4sp31三角锥形三角锥形NH34sp32正四面体形正四面体形CH41、根据根据价层电子对互斥模型及原子杂化轨道价层电子对互斥模型及原子杂化轨道理论判断理论判断NF3分子的空间结构和中心原子的杂分子的空间结构和中心原子的杂化方式化方式为为()A.直线形直线形sp杂化杂化B.平面三角形平面三角形sp2杂化杂化C.三角锥形三角锥形sp2杂化杂化D.三角锥形三角锥形sp3杂化杂化D2、在在BrCH=CHBr分子分子中中，CBr键采用的成键轨道键采用的成键轨道是是（

12、）A.sp-pB.sp2-sC.sp2-p D.sp3-p解析解析：分子分子中的两个碳原子都是采取中的两个碳原子都是采取sp2杂化杂化，溴溴原子原子的价电子排布式为的价电子排布式为4s24p5，4p轨道上的一个未成对电子轨道上的一个未成对电子与碳原子的一个与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。杂化轨道成键。C3、指出指出下列原子的杂化轨道类型、分子的结构式及空间下列原子的杂化轨道类型、分子的结构式及空间结构。结构。(1)CS2分子中的分子中的C为为杂化杂化，空间结构为空间结构为_；(2)CH2O中的中的C为为杂化杂化，空间结构为空间结构为_;(3)CCl4分子中的分子中的C为为杂化杂化，空间结构为空间结构为_;(4)H2S分子中的分子中的S为为杂化杂化，空间结构为空间结构为_。spsp2sp3sp3直线型平面三角形正四面体V形