苏教版高中化学选择性必修2专题4分子空间结构与物质性质4.1.1杂化轨道理论与分子的空间结构课件（23张）

(课件网) 专题4 分子空间结构与物质性质 第一单元 分子的空间结构模型 杂化轨道理论与分子的空间结构 1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．能根据杂化轨道理论解释简单分子的空间结构。 3．结合杂化轨道理论认识常见共价分子的空间结构。 学习目标 思考以下问题： 碳原子最外层有2个成单电子，与氢原子结合形成的分子为什么不是CH2而是CH4？ CH4分子为什么是正四面体的空间结构？ 为了解释CH4等分子的空间结构，美国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨道理论。运用该理论，可以较好地解释CH4分子的空间结构。 美国化学家鲍林 杂化轨道理论中，CH4是如何形成的呢？ 1.杂化轨道的形成 基态原子轨道 激发态原子轨道 杂化轨道 (1)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生。 (2)只有能量相近的轨道才能杂化。 (3)杂化前后轨道数目不变。 (4)杂化轨道成分相同、能量相等、形状相同。 (5)杂化轨道有一定空间取向。 4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形，轨道之间的夹角为109°28'，每个轨道上都有一个未成对电子。 2.共价键的形成 碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成σ键。表示为σsp3-s 杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。 杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。 甲烷分子的空间构型： 正四面体、键角109.5° 正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、晶体硅和石英（SiO2）晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。 BF3分子的空间结构为平面正三角形，BeCl2分子的空间结构为直线形。 如何用杂化轨道理论解释BF3和BeCl2的空间结构呢？ 交流讨论 BF3分子的形成———sp2杂化 激发 杂化 特点：3个sp2杂化轨道空间构型为平面三角形，轨道夹角120°，未杂化的2p轨道垂直于该平面。 BF3分子的形成：B原子的sp2杂化轨道与F原子的2p轨道形成σ键。 BF3分子的空间构型为平面三角形，键角为120°。 BeCl2分子的形成———sp杂化 特点：2个sp杂化轨道呈直线形，轨道夹角180°，2py、2pz轨道与杂化轨道相互垂直。 BeCl2分子的形成：Be原子的sp杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键。 BeCl2分子为空间构型为直线形，分子中Be—Cl键之间的夹角为180°。 归纳小结 CH4 BF3 BeCl2 杂化类型 sp3 sp2 sp 参与杂化的原子轨道 及数目 1个s轨道 3个p轨道 1个s轨道 2个p轨道 1个s轨道 1个p轨道 杂化轨道的数目 4 3 2 杂化轨道间的夹角 109°28’ 120° 180° 杂化轨道的空间构型 正四面体 平面三角形 直线形 分子的空间构型 正四面体 平面三角形 直线形 当杂化轨道数目等于成键轨道数目时，杂化轨道全部参与成键，成键类型是σ键，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型一致。 课堂探究 用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯、乙炔分子的成键情况。 乙烷分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式： 碳原子为sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道。 (2)成键情况及空间结构 每个碳原子的sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨道形成3个C-H σ键（sp3—s），与另一个碳原子sp3轨道形成1个C-Cσ键（sp3—sp3）。 每个C原子与3个H原子和1个C原子形成四面体结构。 乙烯分子的成键情况 (1) 碳原子的杂化方式： 碳原子为sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道。 (2)成键方式和空间构型： 每个碳原子的sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成2个C-Hσ键（sp2—s），与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成C-Cσ键（sp2—sp2）。 2个碳原子未杂化的2p轨道形成1个π键。 乙烯分子的空间构型为平面结构。 C=C、C=O、石墨、苯环中的碳原子，都是sp2杂化。 乙炔分子的成键情况 (1) 碳原子的杂化方式： 碳原子为sp杂化，形成2个sp杂化轨道。 (2)成键方式和空间 ... ...