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课件网) 杂化轨道理论 第2课时 第二章 分子结构与性质 第二节分子的空间结构 学习目标 LEARNING GOALS 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空间结构。 杂化轨道理论及其类型 01 杂化轨道理论及其类型 新知构建 甲烷分子实测的空间构型和VSEPR模型预测的立体结构都是正四面体，则CH4中的C-H键的键长是相等的。 但CH4的中心原子碳的4个价电子层原子轨道———2s和2px，2py，2pz分别跟4个氢原子的1s原子轨道重叠形成σ键，由于碳原子的3个2p轨道是相互垂直，而2s轨道是球形的，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构型的甲烷分子。 因此，VSEPR模型理论无法解释甲烷为什么能形成正四面体的空间构型。 杂化轨道理论及其类型 新知构建 鲍林提出杂化轨道理论认为: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，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个能量相同的轨道，夹角为109°28′，成为sp3杂化轨道，形成4个键长和键角都相等的C-H σ键， 因此，CH4分子呈正四面体的立体结构。 1922年 鲍林毕业照 Pauling（鲍林）提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足 杂化轨道理论及其类型 新知构建 1922年 鲍林毕业照 Pauling（鲍林）提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与三个2p轨道发生混杂 ↑↓ ↑ 2p2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 2s2 sp3 ↑ ↑ 2p3 ↑ ↑ 2s1 基态 激发态 sp3杂化态 z x y z x y z x y z x y sp3杂化态 杂化 杂化 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与三个2p轨道发生混杂 ↑↓ ↑ 2p2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 2s2 sp3 ↑ ↑ 2p3 ↑ ↑ 2s1 激发态 sp3杂化态 sp3杂化态 基态 109°28′ 杂化 杂化 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与三个2p轨道发生混杂 sp3杂化态 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与二个2p轨道发生混杂 ↑↓ ↑ 2p2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 2s2 sp2 ↑ ↑ 2p3 ↑ ↑ 2s1 基态 激发态 sp2杂化态 z x y z x y z x y z x y sp2杂化态 杂化 杂化 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与二个2p轨道发生混杂 ↑↓ ↑ 2p2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 2s2 sp2 ↑ ↑ 2p3 ↑ ↑ 2s1 激发态 sp2杂化态 sp2杂化态 基态 120° 杂化 杂化 z x y 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与二个2p轨道发生混杂 sp2杂化态 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与一个2p轨道发生混杂 ↑↓ ↑ 2p2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 2s2 sp ↑ ↑ 2p3 ↑ ↑ 2s1 基态 激发态 sp杂化态 z x y z x y z x y sp杂化态 杂化 杂化 z x y 180° 杂化轨道理论及其类型 新知构建 C 的一个2s轨道与一个2p轨道发生混杂 sp杂化态 杂化轨道理论及其类型 应用评价 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 0＋2＝2 sp 0＋3＝3 sp2 0＋4＝4 sp3 1＋2＝3 sp2 1＋3＝4 sp3 2＋2＝4 sp3 杂化轨道与分子空间 构型的关系及其类型 01 杂化轨道与分子空间构型的关系及其类型 新知构建 (1)中心原子的杂化类型决定了分子的基本空间构型。当中心原子的价层电子对数与杂化轨道数相等时： 若中心原子进行sp杂化，分子一般为直线形； 进行sp2杂化，分子常呈平面三角形； 进行sp3杂化，分子多为正四面体形，存在孤电子对时，构型为四面体变形。 (2)孤电子对会影响分子的实际空间构型。例如NH3分子，N原子价层电子对数为4，采用sp3杂化，但有一个孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形而非正四面体形；H2O分子，O原子价层电子对数为4，采用sp3杂化，有两个孤电子对，分子呈V形。 ... ...
