2.2.1杂化轨道理论（共26张PPT） 2024-2025学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修2

(课件网) 2.2.1 杂化轨道理论 学习目标定位 1、了解常见分子的空间构型。 2、理解杂化轨道理论的主要内容，并能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间构型。 一、杂化轨道理论 【思考】研究证明，甲烷分子为正四面体结构，C—H 键角均为109°28'，但原子之间若要形成共价键，价电子中应该有未成对电子，而 C 的价电子排布表示其只有两个未成对电子，为什么能形成四个共价键？即使 2s 轨道上一个电子受外界影响发生跃迁，四个键也不应该完全一样，为什么甲烷是正四面体结构呢？ 1. 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的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 一、杂化轨道理论 2. 轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。 杂化后，杂化轨道不仅改变了原有 s 和 p 轨道的空间取向，而且使其在与其他原子轨道成键时重叠程度更大，形成的共价键更牢固。 一、杂化轨道理论 一、杂化轨道理论 3. 杂化轨道理论的四个要点： (1)能量相近：原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 (2)数目不变：形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。 (3)成键能力增强：杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。 (4)排斥力最小：杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。 判断正误 (1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道(　　) (2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道(　　) (3)杂化轨道能量相同(　　) (4)sp2杂化后轨道数目是2(　　) (5)sp杂化轨道是直线形，夹角为180°(　　) × √ √ × √ 应用体验 1.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为 A. B. C. D. 2.ns轨道和np轨道杂化的类型不可能有 A.sp杂化 B.sp2杂化 C.sp3杂化 D.sp4杂化 D D 二、典型分子空间构型 1. sp3 杂化——— NH3、H2O 与 CH4 分子的形成 (1)CH4 分子的空间构型 (2)sp3 杂化：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 109.5°，呈正四面体构型。 二、典型分子空间构型 1. sp3 杂化——— NH3、H2O 与 CH4 分子的形成 (3)sp3 杂化的其他空间构型 NH3、H2O分子中 N 原子和 O 原子的杂化类型分别为 sp3、sp3 杂化。由于 N 原子和 O 原子分别有 1 对和 2 对孤对电子，孤对电子对成键电子对的排斥作用较强，且孤对电子数越多，排斥作用越强，使键角依次变小。 又因为NH3、H2O分子四个sp3 杂化轨道中已经分别有 1 对和 2 对孤对电子，只有另外轨道中的未成对电子可以和氢原子成键，所以空间结构分别成三角锥形和角形。 二、典型分子空间构型 2．sp2杂化———BF3、乙烯分子的形成 (1)BF3分子的形成 (2)sp2杂化：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。 (3)sp2 杂化后，未参与杂化的1 个 np 轨道可以用于形成 π 键，如乙烯分子中的C=C键的形成。 二、典型分子空间构型 2．sp2杂化———BF3、乙烯分子的形成 (4)乙烯分子中碳原子的杂化过程如下图： 乙烯分子中每个碳原子的杂化轨道中含一个未成对电子，两个碳原子各用一个sp2 杂化轨道形成一个σ键，每个碳原子的另外两个 sp2 杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道形成一个σ键，剩下的一个未参与杂化的 2p 轨道以“肩并肩”的方式重叠，形成一个π键。 二、典型分子空间构型 二、典型分子空间构型 3. sp 杂化——— BeCl2 、乙炔分子的形成 (1)BeCl2 分子的形成 杂化后的2个 sp 杂化轨道分别与氯原子的 3p 轨道发生重叠，形成2个 σ 键，构成直线形的 BeCl2 分 ... ...