2.2.1 分子空间结构的理论分析（课件 学案 练习，共3份）鲁科版（2019）选择性必修2

第2节　共价键与分子的空间结构 第1课时　分子空间结构的理论分析 ［核心素养发展目标］　1.了解常见分子的空间结构。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结构。 一、杂化轨道理论 1.杂化轨道理论的提出 (1)基态碳原子的价电子排布及原子轨道图 (2)杂化轨道理论的提出 研究证实，甲烷(CH4)—　　　　　　　形结构，H—C—H键角为　　。分子结构如图。 根据价键理论，碳原子的价电子中只有两个未成对的2p电子。若碳原子与氢原子结合，应形成 CH2而不是 CH4，即使碳原子的一个 2s电子受外界条件影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个未成对电子，但这四个价电子的原子轨道是3个相互垂直的2p轨道与1个球形的 2s 轨道，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的正四面体形结构。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。 2.甲烷(CH4)分子中碳原子的杂化类型 3.杂化轨道的形成及其特点 4.杂化轨道的类型 杂化类型 sp sp2 sp3 用于杂化的原子轨道及数目 ns np 杂化轨道的数目 杂化轨道间的夹角 1.正误判断 (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)甲烷分子中杂化轨道能量相同(　　) (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°(　　) 2.下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　　) A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道 B.轨道杂化前后轨道数目可以相等，也可以不等 C.杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理 D.杂化轨道可分为sp、sp2、sp3杂化等 3.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 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空间取向，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。 二、典型分子的空间结构 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.CH4分子的空间结构 CH4分子中碳原子的杂化过程如图： 四个杂化轨道的未成对电子与四个氢原子的1s电子配对形成　　键。因为四个共价键的键长、键角均　　　，所以CH4分子的空间结构为　　　　　形。 2.乙烯分子的空间结构 乙烯分子中碳原子的杂化过程如图： 乙烯分子中每个碳原子的杂化轨道中含一个未成对电子，两个碳原子各以一个sp2杂化轨道重叠形成一个　　键，每个碳原子都以另外两个sp2杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个　　键，剩下的一个未参与杂化的2p轨道以“　　　　�———�的方式重叠，形成一个　　键。 3.乙炔分子的空间结构 乙炔分子中碳原子的杂化过程如图： 乙炔分子中碳原子的杂化轨道中各含一个未成对电子，两个碳原子各用一个sp杂化轨道形成一个　　键，再用另外一个sp杂化轨道分别与氢原子的1s轨道形成一个　　键，剩下的两个未参与杂化的2p轨道以“　　　　�———�的方式重叠，形成　　个　　键。 4.苯分子的空间结构与大π键 5.NH3分子的空间结构 (1)NH3分子为　　　　形，分子中N—H键的键角为　　　　，分子空间结构如图： (2)NH3分子中N原子的杂化类型及成键情况： 氮原子的 2s 和 2p 轨道发生杂化，形成4个sp3杂化轨道，夹角应为　　　　　　　。其中3个sp3杂化轨道与H原子的1s轨道形成3个sp3 s σ键，剩余一个杂化轨道，存在一对未成键电子，称为　　　　　　　。它对成键电子对的排斥作用较强，使3个N—H键的键角　　　　　　，空间结构发生变化。 6. ... ...