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课件网) 第二节 分子的空间结构 人教版选择性必修2 第二章 分子结构与性质 第3课时 杂化轨道理论 自然科学的研究在许多时候产生于人们对于一些既定科学事实的解释。虽然VSEPR理论很好的解释了分子具有一定的空间构型的原因，但是科学家却发现用传统的价键理论无法解释。 莱纳斯·卡尔·鲍林 ↑ 1s1 为什么能在CH4分子中与4个H原子的1s轨道会形成4个完全相同的σ键呢？ 杂化轨道的理论 H 2s2 2p2 ↑↓ ↑ ↑ C 利用杂化轨道理论对分子的空间结构进行解释和预测 【学习目标】 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。 【重点难点】 2s 2p ↑↓ ↑ ↑ 基态 激发 2s 2p ↑ ↑ ↑ ↑ 激发态 sp3杂化轨道 杂化 ↑ ↑ ↑ ↑ 视频 1、定义：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。 一、杂化轨道理论 只有能量相近的原子轨道才能杂化 解释：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28'，称为sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-H σ键，因此呈正四面体形的空间结构。 杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。 重叠程度增大 只有在形成分子时才能杂化，孤立的原子不可能发生杂化 2、杂化轨道的形成及其特点 价层电子 空轨道 杂化轨道 轨道总数不变，角度和形状发生变化，成键时释放能量较多，轨道重叠程度增大，生成的分子更稳定。 激发 轨道重新组合 成对电子中的一个 与激发电子邻近 能量相近、类型不同的原子轨道 3、杂化轨道的类型 （1） sp3杂化轨道———CH4分子的形成 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)。 [思考]BF3分子是平面正三角形， F原子位于正三角形的三个顶点，B原子位于分子中心，分子中键角均为120°，杂化轨道理论如何解释？ 2s 2p ↑↓ ↑ 基态 激发 2s 2p ↑ ↑ 激发态 ↑ sp2杂化轨道 杂化 ↑ ↑ ↑ 未杂化轨道 σ σ σ 120° F原子的2p轨道 （2） sp2杂化轨道———BF3分子的形成 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。 [思考]气态BeCl2分子是直线形，Cl原子位于Be原子的两侧， BeCl2分子中键角为180o 。杂化轨道理论如何解释？ 2s 2p ↑↓ 基态 激发 2s 2p ↑ ↑ 激发态 杂化 sp杂化轨道 ↑ ↑ 未杂化轨道 氯原子的3p轨道 σ σ （3） sp杂化轨道———BeCl2分子的形成 x y z x y z z x y z x y z sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化类型。 180° Ⅰ.2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道 思考与交流 Ⅱ.用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。 ①当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥，使分子的空间结构与杂化轨道的形态发生变化。 ②如水分子的氧原子的sp3杂化轨道中有2个被孤电子对占据，其分子不呈正四面体形，而呈V形； ③氨分子的氮原子的sp3杂化轨道中有1个被孤电子对占据，氨分子不呈正四面体形，而呈三角锥形。 不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s轨 ... ...
