基础课时9 杂化轨道理论简介 学习目标 1.通过杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化类型对分子空间结构的影响。2.通过杂化轨道理论的学习，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、杂化轨道理论简介 (一)知识梳理 1.杂化轨道理论及应用 (1)杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。 (2)用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成。 在形成CH4分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道发生混杂，形成4个能量相等的sp3杂化轨道。4个sp3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，4个C—H是等同的，因此CH4呈正四面体形结构。 (3)概念：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 2.杂化轨道的形成及其特点 3.杂化轨道三种基本类型 (1)sp3杂化轨道———正四面体形 sp3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s和p的成分，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。如图所示。 (2)sp2杂化轨道———平面三角形 sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道含有s和p的成分，sp2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形，如图所示。 (3)sp杂化———直线形 sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含有s和p的成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形，如图所示。 微点拨：sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 4.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型 杂化轨道类型 VSEPR模型 典型分子 空间结构 sp CO2 直线形 sp2 SO2 V形 sp2 SO3 平面三角形 sp3 H2O V形 sp3 NH3 三角锥形 sp3 CH4 正四面体形 1.判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。) (1)杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同，但能量不同。( ) (2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。( ) (3)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。( ) (4)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。( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× 解析 (1)形成杂化轨道过程中，形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。参与杂化的原子轨道能量是不同的。 (2)分子内的键角是成键电子对和孤电子对相互排斥的结果，与杂化轨道间的夹角不一定相同。 (3)中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间结构有四面体形、三角锥形和V形。 (4)AB3型的共价化合物，其中心原子A不是都采用sp3杂化轨道成键、还有其他的成键方式。 2.下列关于杂化轨道的说法中，错误的是( ) A.第ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道 B.杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键 C.s轨道和p轨道杂化不可能有sp4杂化轨道出现 D.杂化轨道可容纳孤电子对 答案 B 解析 第ⅠA族元素如果是碱金属，易失电子，如果是H，一个电子在1s能级上，不可能杂化；杂化轨道只能形成σ键，不可能形成π键；p能级只有3个p轨道，不可能有sp4杂化。 3.下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是( ) 答案 D 解析 A项，杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个杂化轨道，为sp杂化，错误；B项，未形成杂化轨道，错误；C项，杂化轨道的空间结构为正四面体形，共有4个杂化轨道，为sp3杂化，错误；D项，杂化轨道的空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨道，为sp2杂化，正确。 【题后归纳】 杂化轨道理论四要点 1.能量相近 原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨 ... ...
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