【高中化学】杂化轨道理论 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、 第二章第二章 原子结构与性质原子结构与性质第二节第二节 分子的空间结构分子的空间结构第3课时 杂化轨道理论高二化学 新人教化学新人教化学选择性必修性必修2物物质结构与性构与性质1、请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型。C原子 电子排布图2s2pH 电子排布图1sC：2s22p2H：1s1【温故知新】2、写出碳原子和氢原子的价电子排布图。思考为什么形成CH4，而不形成CH2？C：2s22p2如何解决上述矛盾？用已有旧知解决矛盾【温故知新】矛盾：碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形2s轨道，用他们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子 在形成

2、分子（化学键）时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做杂化。所形成的新轨道就称为杂化轨道。杂化【学习任务一【学习任务一】初识杂化轨道理论初识杂化轨道理论鲍林为解释分子的立体构型提出杂化轨道理论杂化轨道理论简介鲍林（bo ln）sp3杂化过程（教材p48）C：2s22p2sp3杂化4个sp3杂化轨道sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道，形成4个sp3 杂化轨道。（方向不同）x y z x y z z x y z x y z 10928每个sp3 轨道形状为一头大，一头小，含有1/4 s轨道和3/4

3、 p轨道的成分sp3杂化过程（教材p48）四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3键，从而构成一个正四面体型的分子。等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合价层电子空轨道激发杂化轨道轨道重新组合能量相近、类型不同的原子轨道吸收能量对杂化过程的理解【学习任务一【学习任务一】初识杂化轨道理论初识杂化轨道理论成对电子中的一个与激发电子临近混杂时保持轨道总数不变，角度和形状发生变化，成键时释放能量较多，轨道重叠程度更大，生成的分子更稳定 同一能级组或相近能级组的轨道，对于非过渡元素，由于ns和np能级接近，往往采用“

4、sp”杂化【学习任务二【学习任务二】再析杂化轨道理论再析杂化轨道理论-sp3杂化中心原子核外电子排布式价层电子对数 杂化轨道数中心原子杂化类型空间构型NH3 H2O 1s22s22p41s22s22p3sp344sp344三角锥形v形【思考与讨论1】应用VSEPR模型和杂化轨道理论，确定NH3、H2O的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。NH3 空间结构：三角锥形键角：107o2p【学习任务二】再析杂化轨道理论-sp3杂化H2O 空间结构：V形键角为：105o2s2p1对孤电子对2对孤电子对 不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的不均匀混合。某杂化轨道有孤电子对。小结：中

5、心原子的杂化类型与VSEPR模型的关系杂化轨道只用于形成键或用来容纳未参与成键的孤电子对。杂化轨道数 价层电子对数 中心原子孤电子对数+中心原子键电子对数【学习任务三【学习任务三【学习任务三【学习任务三】初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论-sp2、sp杂化【思考与讨论2】应用VSEPR模型和杂化轨道理论，分析并确定BF3、BeCl2的空间结构，预测中心原子的杂化轨道类型。中心原子核外电子排布式价层电子对数 杂化轨道数中心原子杂化类型空间构型BF3 BeCl2 1s22s21s22s22p13322平面三角形直线形sp2杂化过程（教材p48）B：2s22p1sp2杂

6、化3个sp2杂化轨道sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道混杂并重新组合成3个能量与形状完全相同的轨道，形成3个sp2 杂化轨道。（方向不同）每个sp3 轨道形状为一头大，一头小，含有1/3 s轨道和2/3 p轨道的成分x y z x y z z x y z x y z 120120BF3分子的形成分子的形成sp2杂化轨道杂化轨道与与F F成键成键FFFB【学习任务三【学习任务三【学习任务三【学习任务三】初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论-sp2、sp杂化sp杂化过程（教材p48）Be：2s2sp杂化2个sp杂化轨道sp2杂化：1个s 轨道与1个p 轨道混杂并重新

7、组合成2个能量与形状完全相同的轨道，形成2个sp2 杂化轨道。（方向不同）每个sp3 轨道形状为一头大，一头小，含有1/2 s轨道和1/2 p轨道的成分x y z x y z z x y z x y z 180180BeCl2分子的形成分子的形成 spsp杂化轨道杂化轨道与与Cl成键成键ClClsppxpx180ClClBe键键键键【学习任务三【学习任务三【学习任务三【学习任务三】初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论初探杂化轨道理论-sp2、sp杂化确定中心原子的杂化轨道类型的方法（活力满分P46）：价层电子对数 价层电子互斥理论杂化轨道类型分子空间结构预测解释杂化轨道理论VSEP

8、R模型杂化轨道数目234空间结构杂化轨道之间夹角杂化类型直线形平面三角形正四面体形或三角锥形 180 120 10928 sp sp2 sp3方法1：根据杂化轨道数目判断杂化轨道类型。方法2：杂化轨道的空间分布判断杂化轨道类型。【课堂练习课堂练习】杂化轨道类型杂化轨道类型与与VSEPR模型模型、分子的立体构型分子的立体构型的关系的关系代表物杂化轨道数=中心原子孤对电子对数键电子对杂化轨道类型VSEPR模型名称分子的立体构型(略去孤电子对）CO2CH2OSO2SO42-NH4+0+2=2sp直线形 0+3=3sp2平面三角形1+2=3sp2V形直线形 平面三角形平面三角形正四面体形0+4=40+

9、4=4sp3正四面体形 sp3正四面体形 正四面体形 【学习任务四【学习任务四【学习任务四【学习任务四】杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用请用杂化轨道理论分析乙烯成键轨道未参与杂化的p轨道上的电子可用于形成键CH2=CH2分子中分子中碳原子碳原子的杂化的杂化 spsp2 2杂化轨道杂化轨道2s22p2Cspsp2 2杂化杂化电子子跃迁迁CH2=CH2分子中分子中碳原子碳原子的杂化的杂化 spsp2 2杂化轨道杂化轨道乙烯分子中的键乙烯分子中的键【学习任务四【学习任务四【学习任务四【学习任务四】杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用杂化轨道理

10、论的应用方法3：有机物中碳原子杂化类型的判断方法饱和碳原子均采取sp3杂化，连接双键的碳原子均采取sp2杂化,连接三键的碳原子均采取sp杂化。杂化轨道数目432空间结构杂化轨道之间夹角有机物碳碳键类型杂化类型直线形平面三角形正四面体形或三角锥形 180 120 10928 sp sp2 sp3-CC-C-CC=C【学习任务四【学习任务四】杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用思考与讨论3：请用杂化轨道理论分析乙炔（CHCH）成键轨道未参与杂化的p轨道可用于形成键CHCH分子中分子中碳原子碳原子的杂化的杂化 spsp杂化轨道杂化轨道2s22p2Cspsp杂化杂化电子子跃迁迁【学习任务四【学习任务四

11、】杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用 spsp杂化轨道杂化轨道乙炔分子结构示意图键乙炔分子中的键键键键键键键CHCH分子中分子中碳原子碳原子的杂化的杂化键【学习任务四【学习任务四【学习任务四【学习任务四】杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用杂化轨道理论的应用课堂小结课堂小结价层电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型名称孤电子对数类型分子的空间构型实例2sp直线形0AB2直线形BeCl2、CO23sp2平面三角形 0AB3V形SO3、BF33sp21AB2平面三角形SO24sp3正四面体形 0AB4V形CH4、CCl44sp31AB3三角锥形NH34sp32AB2正四面体形H2O课堂小结课堂小结价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。()NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致。()五原子分子的空间结构都是正四面体形。()杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。()凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四面体形。()凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。()1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)课堂小结课堂小结2.在BrCH=CHBr分子中,CBr键采用的成键轨道是()A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-pC课堂小结课堂小结B