第二章 第二节　第2课时　杂化轨道理论简介（课件+学案+练习，共3份打包）高中化学人教版（2019）选择性必修2

(课件网) 第2课时　杂化轨道理论简介 课程 标准 结合实例了解共价分子具有特定空间结构，并可运用杂化轨 道理论进行解释和预测 目 录 1、基础知识·准落实 2、关键能力·细培养 3、教学效果·勤检测 4、学科素养·稳提升 基础知识·准落实 1 梳理归纳 高效学习 分点突破　杂化轨道理论 1. 用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的 轨道和3 个 轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到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 杂化轨道，碳原子以4个 杂化轨道 分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，因此呈现 形的空间结构。 2s　 2p　 sp3　 sp3　 正 四面体　 2. 杂化轨道的形成及其特点 3. 杂化轨道的类型 （1）sp3杂化轨道 sp3杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的， sp3杂化轨道间的夹角为 ，空间结构为 （如图所示）。 1　 3　 109°28'　 正四面 体形　 （2）sp2杂化轨道 sp2杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。 sp2杂化轨道间的夹角都是 ，呈 （如图所示）。 1　 2　 120°　 平面三角形　 （3）sp杂化轨道 sp杂化轨道是由 个s轨道和 个p轨道杂化而成的。 sp杂化轨道间的夹角为 ，呈 （如图所 示）。 1　 1　 180°　 直线形　 4. 杂化轨道类型与分子空间结构的关系 （1）当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂 化轨道的空间结构相同。 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 轨道夹角 180° 120° 109°28' 杂化轨道示意图 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构示意图 分子空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 （2）当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键 电子对的排斥作用会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的 形状有所不同。 AB n 型 分子 中心原子 杂化类型 中心原 子孤电子对数 空间结构 实例 AB2 sp2 1 V形 SO2 AB3 sp3 1 三角锥形 NH3、PCl3、NF3、 H3O＋ AB2（或B2A） 2 V形 5. 中心原子的价层电子对数与杂化轨道类型之间的关系 价层电子 对数 孤电子对 数 杂化轨道类 型 空间结构 实例 2 0 sp 直线形 CO2、BeCl2 3 0 sp2 平面三角形 BF3、HCHO 1 V形 SO2 价层电子 对数 孤电子对 数 杂化轨道类 型 空间结构 实例 4 0 sp3 正四面体形 三角锥形 NH3、H3O＋ 1 V形 H2O、H2S 2 5 0 sp3d 三角双锥形 PCl5 6 0 sp3d2 八面体形 SF6 　如图是甲烷、乙烯、乙炔分子中化学键的情况： 【交流讨论】 1. 分析图中甲烷分子中碳原子的杂化类型；原子轨道杂化后，四条共 价键的键能与键长相等吗？ 提示：甲烷分子中碳原子的杂化方式是sp3杂化，原子轨道杂化 后，四条C—H共价键的键能与键长都相等，因此甲烷是正四面体 形结构而不是四面体形结构。 2. 根据甲烷、乙烯、乙炔分子中碳原子的杂化类型，分析杂化轨道与 分子的空间结构有什么关系？ 提示：CH4、C2H4、C2H2分子中C原子的杂化方式分别为sp3、sp2、 sp杂化。 （1）当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂 化轨道的空间结构相同。 （2）当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键 电子对的排斥作用会使分子或离子的空间结构与杂化轨道的形状有 所不同。 3. CO2和SO2都是三原子分子，为什么它们的空间结构不同？试用杂 化轨道理论解释。 提示：CO2分子中的碳原子采用的是sp杂化，2个杂化轨道以碳原 子为中心，呈直线形分布，分别与2个氧原子的2p轨道形成σ键，键 角为180°，分子呈直线形；SO2分子中的硫原子采用的是sp2杂 化，3个杂化轨道以硫原子为中心呈三角形分布，其中1个杂化轨道 中是孤电子对，另2个杂化轨道中 ... ...