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 学习目标 1.了解杂化轨道理论的基本内容。2.能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。 一、杂化轨道理论 1.杂化轨道 (1)含义: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 ,组合后形成的一组新的原子轨道叫作杂化原子轨道,简称 。 (2)杂化轨道特点:s轨道和p轨道杂化后,杂化轨道不仅改变了原有s和p轨道的 , 而且使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大,形成的共价键更 。 2.甲烷(CH4)分子中碳原子的杂化 (1)杂化轨道形成 (2)甲烷分子形成 3.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 4.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。 1.下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是 ( ) 2.用鲍林的杂化轨道理论解释CH4分子的正四面体结构,下列说法不正确的是 ( ) A.C原子的4个杂化轨道的能量一样 B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样 C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道 D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据 3.杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较,得出结论正确的是 ( ) A.sp杂化轨道的夹角最大 B.sp2杂化轨道的夹角最大 C.sp3杂化轨道的夹角最大 D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等 【题后归纳】 理解杂化理论的三个注意点 (1)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轨道数相等的杂化轨道。 (2)杂化轨道可用于形成σ键,也可用来容纳未参与成键的孤电子对,不可形成π键。 (3)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生,单个的原子是不可能发生杂化的。 二、典型分子的空间结构 1.甲烷 甲烷分子中每两个sp3杂化轨道的夹角109°28',碳原子中每个杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成一个共价键,从而使甲烷分子具有 结构。 2.乙烯 形成乙烯分子时碳原子采用 杂化,三个sp2杂化轨道和一个未参与杂化的p轨道中各有一个未成对电子。两个碳原子各以一个sp2杂化轨道重叠形成一个 键,同时以p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σ键。乙烯分子6个原子在同一平面内。 3.乙炔 乙炔分子中的碳原子采用 杂化,两个碳原子之间存在着一个 键和两个 键,乙炔的结构为 形。 4.苯 (1)苯分子形成时每个碳原子的价电子原子轨道都发生了 杂化,每个杂化轨道上有一个 电子,每个碳原子的两个 杂化轨道分别与邻近的两个碳原子的 杂化轨道重叠形成 键,六个碳原子组成一个正六边形的碳环,每个碳原子的另一个sp2杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成 键。 (2)每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,以“肩并肩”的方式相互重叠,形成属于六个碳原子的π键,形象地称为 键。 (3)苯分子中,六个碳原子和六个氢原子都在同一个平面内,整个分子呈 ,键角皆为 。 5.氨 (1)形成氨分子时氮原子发生了sp3杂化,生成了四个sp3杂化轨道,其中有三个轨道各含有一个 电子,可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键。 (2)在另一个 杂化轨道中, ... ...
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