【课件】分子的立体结构+杂化轨道高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

《【课件】分子的立体结构+杂化轨道高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课件】分子的立体结构+杂化轨道高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【练习】【练习】化学式化学式中心原子中心原子 孤电子孤电子对对数数中心原子中心原子结合的原结合的原子数子数模型模型空间构型空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形直线形V形形V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体SO4204正四面体正四面体和和直线形直线形平面三角形平面三角形四面体形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四面体形四面体形四面体形四面体形四面体形四面体形【思考】【思考】1、写出、写出C原子电子排布的轨道表示式，并由此原子电子排布的轨道表示式，并由

2、此推测：推测：CH分子的分子的C原子有没有可能形成四个原子有没有可能形成四个共价键？怎样才能形成四个共价键？共价键？怎样才能形成四个共价键？2、如果、如果C原子就以原子就以1个个2S轨道和轨道和3个个P轨道上轨道上的单电子，分别与四个的单电子，分别与四个H原子的原子的1S轨道上的单轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与相同？这与CH分子的实际情况是否吻合？分子的实际情况是否吻合？1S2S2P10928如何才能使如何才能使CH4分子中的分子中的C原子与四个原子与四个H原子形成完全等原子形成完全等同的四个共价键呢同的四个共价键呢？第第二

3、二节节分分子子的的立立体体结结构构二杂化轨道原理杂化轨道原理第二章第二章分子结构与性质分子结构与性质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，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，得得到到4个个相相同同的的sp3杂杂化化轨轨道道，夹夹角角109 28，表表示示这这4个个轨轨道是由道是由1个个s轨道和轨道和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：2s2pC的基态的基态2s

4、2p激发态激发态正四面体形正四面体形sp3杂化态杂化态CHHHH10928激发激发杂化杂化由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合并重新组合成成4个个能量与形状完全相同能量与形状完全相同的轨道。的轨道。由于每个轨道中都含有由于每个轨道中都含有1/4的的s轨轨道成分和道成分和3/4的的p轨道成分，因此我轨道成分，因此我们把这种轨道称之为们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。杂化轨道。为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，使轨道间的排斥最小，4 4个杂化轨道的伸展个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点。方向分别指向正四面体的

5、四个顶点。四个四个H原子分原子分别以别以1个个s轨道与轨道与C原子上的原子上的四个四个sp3杂化轨道杂化轨道相互重相互重叠后，就形成了叠后，就形成了四个四个性质、能量性质、能量和键角都完全相和键角都完全相同的同的键，形键，形成一个正四面体成一个正四面体构型的分子。构型的分子。(一一)杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介1 1、杂化轨道、杂化轨道 原子中原子中能量相近能量相近的几个轨道间通的几个轨道间通过相互的混杂后，形成相同数量的过相互的混杂后，形成相同数量的几个几个能量与形状都相同能量与形状都相同的新轨道。的新轨道。2 2、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型（1）SP3杂化轨道杂化轨道轨道轨道数目数

6、目夹角夹角空间构型空间构型SP34109028正四面体形正四面体形通过分析通过分析CH2=CH2分子的结构，你认分子的结构，你认为分子中的为分子中的C原子是否也需要原子是否也需要“杂化杂化”？它又应该进行怎样的它又应该进行怎样的“杂化杂化”？1S2S2P 由由1 1个个s s轨道和轨道和2 2个个p p轨道轨道混杂混杂并重新组合成并重新组合成3 3个能量与形状完全相同的轨道个能量与形状完全相同的轨道。由于每个杂化轨道中都含有由于每个杂化轨道中都含有1/31/3的的s s轨道成分轨道成分和和2/32/3的的p p轨道成分，因此我们把这种轨道称之轨道成分，因此我们把这种轨道称之为为spsp2 2杂

7、化轨道杂化轨道。sp2杂化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2 2、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型（2）SP2杂化轨道杂化轨道轨道轨道数目数目夹角夹角空间构型空间构型SP231200 0平面正三角形平面正三角形CHCH分子中的分子中的C原子是什么原子是什么“杂化杂化”？由由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合成并重新组合成2个能量与形状完全相同的轨道。个能量与形状完全相同的轨道。由于每个杂化轨道中都含有由于每个杂化轨道中都含有1/2的的s轨道成分轨道成分和和1/2的的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之轨道成分，因此我们把这种轨道称之为为SP杂化轨道杂化轨

8、道。sp杂化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2 2、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型（3）SP杂化轨道杂化轨道轨道轨道数目数目夹角夹角空间构型空间构型SP21800 0直线形直线形2 2、没没有有填填充充电电子子的的空空轨轨道道一一般般不不参参与与杂杂化化，1 1对对孤孤对对电子占据电子占据1 1个杂化轨道个杂化轨道。【注】杂化轨道理论的注意事项【注】杂化轨道理论的注意事项、杂化轨道、杂化轨道只用于形成只用于形成键或者用来容纳孤对电子键或者用来容纳孤对电子，未参与杂化的未参与杂化的p轨道可用于形成轨道可用于形成键。键。1 1、发生轨道杂化的原子一定是中心原子。发生轨道杂化

9、的原子一定是中心原子。、能量相近的轨道发生杂化、能量相近的轨道发生杂化。6、杂化前后的变与不变杂化前后的变与不变 变：轨道的成分、能量、形状、方向变：轨道的成分、能量、形状、方向 不变：原子轨道的数目不变：原子轨道的数目、轨轨道道成成键键时时更更有有利利于于轨轨道道间间的的重重叠叠满满足足最最小小排斥，最大夹角分布排斥，最大夹角分布.1092810928107107105105看中心原子有没有形成双键或叁键。看中心原子有没有形成双键或叁键。1个个叁叁键键，则则其其中中有有2个个键键，用用去去了了2个个p轨轨道道，形形成的是成的是sp杂化；杂化；1个双键个双键，则其中有，则其中有1个个键，形成的

10、是键，形成的是sp2杂化；杂化；全部是单键全部是单键，则形成的是，则形成的是sp3杂化。杂化。、杂化轨道数的判断方法、杂化轨道数的判断方法练习练习1：用用杂杂化化轨轨道道理理论论分分析析下下列列物物质质的的杂杂化化类类型型、成成键情况和分子的空间构型。键情况和分子的空间构型。HCHOHCNNH30+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形形代表物代表物杂化轨道数杂化轨道数 杂化轨道类型杂化轨道类型 分子结构分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O方法方法2：杂化

11、轨道数中心原子的价层电子对数杂化轨道数中心原子的价层电子对数中心原子中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数孤对电子对数中心原子结合的原子数类类 型型spsp2sp3杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角1801800 01201200 01091090 0 2828实实 例例BeCl2C2H2BF3C2H4SO2CH4CCl4NH3PCl3NF3H3O+H2OH2S 中心原子中心原子孤电子对数孤电子对数空空 间间 构构 型型杂化轨道类型与分子空间结构杂化轨道类型与分子空间结构 无无无无1直直 线线正三正三角形角形V V形（键形（键角略小）角略小）无无正四正四面体面体1三角锥三角锥形形1071072V

12、V形形105105方法：方法：根据分子根据分子空间构型空间构型或或键角键角四面体形四面体形sp3sp2sp三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形V形形120直线形直线形sp3或或 sp2sp3109107105180实例分析实例分析1：试分析试分析BeCl2分子的形成和空间构型。分子的形成和空间构型。Be原原子子的的价价层层电电子子排排布布为为2s2。在在形形成成BeCl2分分子子的的过过程程中中，Be原原子子的的1个个2s电电子子被被激激发发到到2p空空轨轨道道，价价层层电电子子排排布布变变为为为为2s12px1。这这2个个含含有有单单电电子子的的2s轨轨道道和和2px轨轨道道进进行行sp杂杂

13、化化，组组成成夹夹角角为为1800的的2个个能能量量相相同同的的sp杂杂化化轨轨道道，其形成过程可表示为：其形成过程可表示为：理论分析理论分析：Be原子上的两个原子上的两个SP杂化轨道分别与杂化轨道分别与2个个Cl原子中含有单电子的原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成轨道重叠，形成2个个spp的的键，所以键，所以BeCl2分子的分子的空间构型为直线空间构型为直线。实验测定实验测定：BeCl2分子中有分子中有2个完全等同的个完全等同的BeCl键，键，键角为键角为1800，分子的空间构型为直线。，分子的空间构型为直线。实例分析实例分析2：试说明试说明BF3分子的空间构型。分子的空间构型。BF3分分

14、子子的的中中心心原原子子是是B，其其价价层层电电子子排排布布为为2s22px1。在在形形成成BF3分分子子的的过过程程中中，B原原子子的的2s轨轨道道上上的的1个个电电子子被被激激发发到到2p空空轨轨道道，价价层层电电子子排排布布为为2s12px12py1，1个个2s轨轨道道和和2个个2p轨轨道道进进行行sp2杂杂化化，形形成成夹夹角角均均为为1200的的3个个完完全全等同的等同的SP2杂化轨道。其形成过程可表示为：杂化轨道。其形成过程可表示为：理论分析理论分析：B原子的三个原子的三个SP2杂化轨道分别与杂化轨道分别与3个个F原子含有单电子的原子含有单电子的2p轨道重叠，形成轨道重叠，形成3个

15、个sp2p的的键。故键。故BF3分子的空间构型是分子的空间构型是平面三角形平面三角形。实验测定实验测定：BF3分子中有分子中有3个完全等同的个完全等同的BF键，键，键角为键角为1200，分子的空间构型为平面三角形。，分子的空间构型为平面三角形。实例分析实例分析3：试解释试解释CCl4分子的空间构型。分子的空间构型。CCl4分分子子的的中中心心原原子子是是C，其其价价层层电电子子组组态态为为2s22px12py1。在在形形成成CCl4分分子子的的过过程程中中，C原原子子的的2s轨轨道道上上的的1个个电电子子被被激激发发到到2p空空轨轨道道，价价层层电电子子组组态态为为2s12px12py12pz

16、1，1个个2s轨轨道道和和3个个2p轨轨道道进进行行sp3杂杂化化，形形成成夹夹角角均均为为109028的的4个个完完全全等等同同的的sp3杂杂化化轨轨道道。其其形形成成过过程程可可表示为表示为理论分析理论分析：C原子的原子的4个个sp3杂化轨道分别与杂化轨道分别与4个个Cl原子含有单电子的原子含有单电子的2p轨道重叠，形成轨道重叠，形成4个个sp3p的的键。故键。故CCl4分子的空间构型是正四面体分子的空间构型是正四面体.实验测定实验测定：CCl4分子中有四个完全等同的分子中有四个完全等同的CCl键，其分子键，其分子的空间构型为正四面体。的空间构型为正四面体。计算计算价层电子对价层电子对数数

17、=键电子对键电子对数数+孤电子对孤电子对数数VSEPRVSEPR模型模型预测空间结预测空间结构构确定中心原确定中心原子的杂化轨子的杂化轨道类型道类型VSEPRVSEPR模型模型预测预测分子的空间结构分子的空间结构杂化轨道理论杂化轨道理论解释解释分子的空间结构分子的空间结构【归纳小结归纳小结】spspspsp22spsp33spsp22spsp33VSEPRVSEPRVSEPRVSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系模型与中心原子的杂化轨道类型的关系模型与中心原子的杂化轨道类型的关系模型与中心原子的杂化轨道类型的关系spsp33直线形直线形VV形形VV形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形

18、正四面体形正四面体形2 23 34 43 34 44 4【归纳小结归纳小结】价电子对价电子对数数VSEPR模模型型VSEPR模型模型名称名称杂化轨杂化轨道数道数中心原子的中心原子的杂化轨道类杂化轨道类型型分子的空间构分子的空间构型型实例实例BeCl2、CO2 SO2H2O SO3NH3CH4、CCl4直线形直线形平面三角形平面三角形四面体形四面体形平面三角形平面三角形四面体形四面体形正四面体形正四面体形spspspsp2 2spsp3 3spsp2 2spsp3 3spsp3 3直线形直线形V V形形V V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形正四面体形正四面体形2 23 34 43 34 44 42 23 34 43 34 44 4简介：路易斯结构式简介：路易斯结构式分子有用于形成共价键的键合电子分子有用于形成共价键的键合电子(成键电子成键电子)和和未用于形成共价键的非键合电子，又称未用于形成共价键的非键合电子，又称“孤对电子孤对电子”，用短横线表示键合电子，用小黑点来表示孤对电子。，用短横线表示键合电子，用小黑点来表示孤对电子。例如，水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表例如，水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表示为：示为：