第2课时 杂化轨道理论简介 [学习目标] 1.了解杂化轨道理论的基本内容。2.会用杂化轨道理论判断分子的空间结构,对分子的空间结构进行解释和预测。 知识点1 轨道杂化和杂化轨道 1.轨道杂化 例如:在形成甲烷分子时,碳原子的 2s轨道和3个2p轨道发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到4个新的能量相同、方向不同的 sp3杂化轨道,4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠成键形成甲烷分子,所以4个C—H σ键是等同的。可表示为 2.对杂化过程的理解 3.三种杂化轨道 (1)三种杂化轨道的比较。 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂 化的原 子轨道 1个s和 1个p 1个s和 2个p 1个s和 3个p 杂化 轨道数 2个sp 杂化轨道 3个sp2 杂化轨道 4个sp3 杂化轨道 杂化轨道 间夹角 180° 120° 109°28' 续 表 杂化类型 sp sp2 sp3 空间指向 直线 正三角形 的三个顶点 正四面体的 四个顶点 (2)三种杂化轨道形成的示意图。 ①sp3杂化。 4.判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法 (1)根据杂化轨道的空间分布结构判断。 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形,则分子的中心原子发生 sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生 sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生 sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断。 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则分子的中心原子发生 sp3杂化。 ②若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生 sp2杂化。 ③若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子发生 sp杂化。 [深度思考] (1)在中,中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式为 。 (2)从杂化轨道理论的角度比较键角大小的方法: 。 【答案】 (1)sp2、sp3 (2)先看中心原子杂化轨道类型,杂化轨道类型不同时,键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小;杂化轨道类型相同时,中心原子孤电子对数越多,键角越小 5.中心原子杂化轨道类型的判断 杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有公式:杂化轨道数=中心原子上的孤电子对数+中心原子形成的σ键个数。 代表物 杂化轨道数 中心原子的杂化轨道类型 CO2 0+2=2 sp CH2O 0+3=3 sp2 CH4 0+4=4 sp3 SO2 1+2=3 sp2 NH3 1+3=4 sp3 H2O 2+2=4 sp3 1.判断正误。 (1)同一原子中能量相近的原子轨道才能参与杂化。( √ ) (2)孤立的原子不可能形成杂化轨道。( √ ) (3)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个 p轨道混杂形成的4个sp3杂化轨道。( × ) (4)NH3和CH4分子中中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键。( √ ) 2.下列关于杂化轨道的说法错误的是( ) [A]第ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道 [B]杂化轨道既可能形成σ键,也可能形成π键 [C]s轨道和p轨道杂化不可能有sp4杂化轨道出现 [D]孤电子对有可能参加杂化 【答案】 B 【解析】 第ⅠA族元素如果是碱金属元素,其原子易失电子,如果是H,一个电子在1s能级上,不可能杂化;杂化轨道只能形成σ键,不可能形成π键;p能级只有3个p轨道,不可能有sp4杂化。 3.下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是( ) [A]由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成 [B]共有3个能量相同的杂化轨道 [C]每个sp2杂化轨道中s能级成分占三分之一 [D]sp2杂化轨道最多可形成2个σ键 【答案】 D 【解析】 同一能层上s轨道与p轨道的能量差异不是很大,参与杂化的轨道的能量差异也不能过大,A项正确;同种类型的杂化轨道能量相同,B项正确;sp2杂化轨道是由1个s轨道与2个p轨道杂化而成的,s能级成分占三分之一,C项正确;sp2杂化轨道最多可形成3个σ键,D项错误。 4.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) [A]CS2与SO2 [B]CBr4与NBr3 [C]BeCl2与BF3 [D]C2H4与C2H2(结构简式为CH≡CH) 【答案】 B 【解析】 CS2分子中的C为sp杂化,SO2分子中的S为sp2杂 ... ...
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