2.2.3 杂化轨道理论 讲义 （含答案）2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

杂化轨道理论 ［核心素养发展目标］　1.通过对杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构的影响。2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析的思维模型。 一、杂化轨道及其类型 1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的　　　轨道和3个　　　轨道发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正面体的4个顶角，夹角为109°28'，称为sp3杂化轨道。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个　　　杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，因此呈现 　形的空间结构。 2.杂化轨道的形成及特点 3.杂化轨道的类型 (1)sp3杂化轨道 sp3杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p轨道杂化而成的，sp3杂化轨道间的夹角为　　　，空间结构为　　　　(如图所示)。 (2)sp2杂化轨道 sp2杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角都是　　　　，呈　　　　　(如图所示)。 (3)sp杂化轨道 sp杂化轨道是由　　个s轨道和　　个p轨道杂化而成的。sp杂化轨道间的夹角为　　　，呈　　　　(如图所示)。 1.正误判断 (1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子 (　　) (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的 (　　) (3)只有能量相近的轨道才能杂化 (　　) (4)杂化轨道能量更集中，有利于牢固成键 (　　) (5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键 (　　) (6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道 (　　) 2.下列分子的中心原子杂化轨道类型相同的是 (　　) A.CO2与SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4 3.下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳了1个孤电子对的是 (　　) A.CH4、NH3 B.BBr3、S C.SO2、BeCl2 D.PCl3、H3O+ 4.下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是 (　　) A.CH≡CH B.CO2 C.BeCl2 D.BF3 以碳原子为中心原子的分子中碳原子的杂化轨道类型 (1)没有形成π键，采取sp3杂化，如CH4、CCl4等。 (2)形成一个π键，采取sp2杂化，如CH2CH2等。 (3)形成两个π键，采取sp杂化，如CH≡CH、CO2等。 二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1.杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。 (1)没有孤电子对：能量相同的杂化轨道彼此远离→形成的分子为对称结构。 (2)有孤电子对：孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥→形成的分子的空间结构发生变化。 2.杂化轨道与分子的空间结构的关系 (1)杂化轨道全部用于形成σ键 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 一个ns和一个np 一个ns和两个np 一个ns和三个np 轨道夹角 180° 120° 109°28' 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子的空间结构 (2)杂化轨道中有未参与成键的孤电子对 杂化类型 sp2 sp3 中心原子所在族 第ⅥA族 第ⅤA族 第ⅥA族 中心原子的孤电子对数 1 1 2 分子空间结构 V形 三角锥形 V形 实例 SO2 NH3、PCl3、PH3 H2O、H2S CH4、NH3、H2O中心原子的杂化轨道类型都是sp3，键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度比较键角大小。 1.正误判断 (1)杂化轨道的空间结构与分子的空间结构不一定一致 (　　) (2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同 (　　) (3)凡AB3型共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 (　　) (4)NH3分子的空间结构为三角锥形，则氮原子的杂化方式为sp3 (　　) (5)C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式是sp2 (　　) 2.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是 (　　) ①BF3　②CH2CH2　③　④CH≡CH　⑤NH3 ... ...