(课件网) 杂化轨道理论 第二章 分子结构与性质 我们已经知道，甲烷分子的空间结构呈_____，它的4个C-H的键长_____，键角皆为_____。 按照价键理论，甲烷的4个C－H单键都应该是____。 σ键 正四面体形 相同 109°28′ 成键电子中，C、H原子提供的是哪个轨道上的电子？ C 价层电子轨道表示式 2s 2p H 价层电子轨道表示式 1s 按照价键理论应该形成CH2，为什么最终形成的是CH4呢？ 1、了解杂化轨道理论的要点和类型； 2、能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构。 外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。 为解决这一矛盾， 1931年鲍林在价键理论的基础上提出了杂化轨道理论，它实际上仍属于现代价键理论。 杂化轨道理论简介 莱纳斯·卡尔·鲍林 （1901年2月28日－1994年8月19日） 美国著名化学家，两获诺贝尔奖 一、杂化轨道形成及其特点 价层电子 空轨道 激发 杂化轨道 轨道重新组合 成对电子 中的一个 与激发电子临近 能量相近的原子轨道 吸收能量 轨道总数目不变，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 只有在形成化学键时才会杂化！ 单独的原子不会发生杂化。 常是同一能层或相近能级的原子轨道 甲烷的形成 2s 2p ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p ↑ ↑ ↑ ↑ sp3 ↑ ↑ ↑ ↑ 跃迁 杂化 基态 激发态 杂化轨道 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，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型 正四面体 H 1s H 1s H 1s H 1s C sp3 sp3 109°28′ 杂化的条件 (1)只有在形成化学键时才能杂化 (2)只有能量相近的轨道间才能杂化 杂化的特点 杂化前后原子轨道在空间取最大夹角分布，能使相互间排斥力最小 杂化的特点 未参与杂化的p轨道可用于形成π键。 (1)杂化前后轨道数不变 (2)杂化过程中轨道的形状发生变化 (4)杂化后的新轨道能量、形状都相同 (6)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 (3)杂化后形成的化学键更稳定 (5)杂化后的轨道之间尽可能远离 杂化轨道的类型 （1） sp3杂化轨道 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而得。sp3杂化轨道的夹角为109°28′，呈空间正四面体形(如CH4、CF4、CCl4)。 sp3杂化轨道特征： ①1个ns 轨道与3个np 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 ②每个sp3杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分。 ③每两个轨道间的夹角为109 28′，空间构型为正四面体形。 H原子 ↑ s 1s1 3个N-H相互垂直 键角为90° ↑ s 3个N-H，键角为107° N原子 ↑↓ s p p p ↑ ↑ ↑ 2s22p3 基态 sp3 ↑↓ ↑ ↑ ↑ 杂化轨道 【思考】怎么用杂化轨道理论解释NH3的空间结构呢？ 孤电子对 sp3杂化 形成σ键 【思考】怎么用杂化轨道理论解释H2O的空间结构呢？ H原子 ↑ s 1s1 2个O-H相互垂直 键角为90° sp3杂化 ↑ s 2个O-H，键角为105° O原子 ↑↓ s p p p ↑↓ ↑ ↑ 2s22p4 基态 sp3 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 杂化轨道 孤电子对 形成σ键 （2） sp2杂化轨道 x y z z x y z x y z x y z 120° sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形(如BF3)。 未参与杂化的p轨道可用于形成π键。 ②每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分。 sp2杂化轨道特征： ①1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂化轨道。 ③每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形。 ④ 3个sp2杂化轨道用于形成σ键，未参与杂化的p轨道用于形成π键。 p sp2 sp2 sp2 分析BF3的中心原子杂化方式。 ... ...
