选修3杂化轨道理论.ppt

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1、三 杂化轨道理论 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1091092828）？）？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原子轨道在成键的过程中并不是一成不变的。

2、同一原子中能量相近的某些轨道，在变的。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。这一过程称为轨道而改变了原有的状态。这一过程称为“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”。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、伸展方向发生改变杂化后轨

3、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，得得到到4个个能能量量相相等等

4、、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1 sp3 杂化杂化 一个一个一个一个s s s s轨道与三个轨道与三个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，杂化轨道，杂化轨道，每个杂化轨道的每个杂化轨道的每个杂化轨道的每个杂化轨道的s s s s成分为成分为成分为成分为1/41/41/41/4，p p p p成分为成分为成分为成分为3/

5、43/43/43/4，它们的空间，它们的空间，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，相互的键角取向是四面体结构，相互的键角取向是四面体结构，相互的键角=109=109=109=109 28282828 CHCH4 4,CCl,CCl4 4NHNH3 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:1s22s22p3NF3H2O中O也是采取sp3杂化O的电子构型:1s22s22p4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

6、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 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

7、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，杂化，BeCl2中的中的Be是是sp杂化。杂化。一一一一个个个个s s s s轨轨轨轨道道道道与与与与一一一一个个个个p p p p轨轨轨轨道道道道杂杂杂杂化化化化后后后后，得得得得两两两两个个个个spspspsp杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道道道道，每每每每个个个个杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道道道道的的的的s s s s成成成成分分分分为为为为1/21/21/21/2，p p p p成成成成分分分分为为为为1/21/21/21/2，杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道之间的夹角为道之间的夹角为道之

8、间的夹角为道之间的夹角为180180180180度。度。度。度。CO2 HCCHBeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化sp杂化态杂化态Cl Be Cl180 2 sp 杂化杂化2psp2 杂化杂化一一一一个个个个s s s s轨轨轨轨道道道道与与与与两两两两个个个个p p p p轨轨轨轨道道道道杂杂杂杂化化化化，得得得得三三三三个个个个spspspsp2 2 2 2杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道道道道，每每每每个个个个杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道道道道的的的的s s s s成成成成分分分分为为为为1/31/31/31/3，p p p p成成成成分分分分为为

9、为为2/32/32/32/3，三三三三个个个个杂杂杂杂化化化化轨轨轨轨道在空间分布是在同一平面上，互成道在空间分布是在同一平面上，互成道在空间分布是在同一平面上，互成道在空间分布是在同一平面上，互成120120120120 2s2pB的基态的基态2p2s激发态激发态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态BF3分子形成分子形成BFFF激发激发120杂化杂化3 杂化轨道比较杂化轨道比较sp2 杂化杂化sp 杂化杂化sp3 杂化杂化杂化轨道夹角杂化轨道夹角杂化轨道杂化轨道空间取向空间取向 180 120 109.5 直线直线正四面体正四面体 平面平面 三角形三角形 根根据据以以下下事事实实总总结结：如

10、如何何判判断断一一个个化化合合物物的中心原子的杂化类型？的中心原子的杂化类型？CCsp3sp2spCCCC（1）看看中中心心原原子子有有没没有有形形成成双双键键或或叁叁键键，如如果果有有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，形形成成的的是是sp杂杂化化；如如果果有有1个个双双键键则则其其中中有有1个个键键，形形成成的是的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。杂化。（2）没有填充电子的空轨道）没有填充电子的空轨道一般一般不参与杂化。不参与杂化。4、判断中心原子的杂化类型、判断中心原子的杂化类型一般方法一般方法思考题

11、：根据以下事实总结：如何判断一个思考题：根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？化合物的中心原子的杂化类型？已知：杂化轨道只用于形成已知：杂化轨道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杂化轨道数杂化轨道数0+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结合上述信息完成下表：结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数中心原子结

12、合的原子数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色无色无色无色四四 配合物理论简介：配合物理论简介：实验实验2-1 固体颜色固体颜色溶液颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色白色绿色绿色深褐色深褐色白色白色白色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+配位化合物，简称配合物，通常是由中心离配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子）子（或原子）与配位体与配位体(某些分子或阴离子某些分子或阴

13、离子)以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。2+CuNH3H3NNH3NH33 实验实验2-2 已知氢氧化铜与足量氨水已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成反应后溶解是因为生成Cu(NH3)42+，其结构简式为：，其结构简式为：试写出实验中发生的两个反应的离试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？子方程式？Cu 2+2NH3.H2O Cu（OH）2 +2 NH4+Cu（OH）2+4NH3.H2O Cu(NH3)42+2OH+4H2O蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色溶深蓝色溶液液实验实验2-3Fe 3+SCN Fe(SCN)2+硫氰酸根硫氰酸根血红血红色色由于该离子的颜由于该离子的颜色极似血液，常色极似血液，常被用于电影特技被用于电影特技和魔术表演。和魔术表演。练习书写：向硝酸银溶液中逐渐滴加氨水的离子方程式