2.2杂化轨道理论

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二节分子的立体结构,第二课时 杂化轨道理论简介,活动：请根据价层电子对互斥理论分析,CH,4,的立体构型,新问题,1,：,1.,写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成,CH,4,，而不是,CH,2,？,C,原子轨道排布图,1s,2,2s,2,2p,2,H,原子轨道排布图,1s,1,sp,3,C,：,2s,2,2p,2,由,1,个,s,轨道和,3,个,p,轨道,混杂,并重新组合成,4,个能量与形状完全相同的轨道。,我们把这种轨道称之为,sp,3,杂化轨道,。,为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，,4,个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型,?,1.,概念：,在形成分子时，在外界条件影响下若干,不同类型,能量相近的原子轨道,混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。,2,.,杂化条件,：,（,1,）参与参加杂化的各原子轨道,能量要相近,（同一能级组或相近能级组的轨道）；,（,2,）,只有在形成分子的过程中才能会发生杂化。,一.杂化轨道理论,3,、杂化轨道特点,（,1,）,杂化轨道前后轨道总数不变，形状发生改变，一头大，一头小，杂化后各轨道能量相同。,（,2,）,杂化轨道成键时同样遵循互斥理论，满足化学键间排斥力最小，故杂化轨道之间在空间内尽可能远离，呈立体对称结构。,（,3,）,杂化轨道只能用于形成,键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。未参与杂化的,P,轨道可用于形成,键,。,（,4,）,一个轨道不管有没有电子，只要符合杂化的条件就可能参与杂化。,4,、杂化轨道形成过程,2s,2p,2s,2p,sp,3,激发,杂化,C,原子,sp,3,杂化轨道形成过程,（,1,）,sp,3,杂化,sp,3,杂化轨道的形成过程,x,y,z,x,y,z,z,x,y,z,x,y,z,10928,sp,3,杂化,：,1,个,s,轨道与,3,个,p,轨道进行的杂化,形成,4,个,sp,3,杂化轨道。,每个,sp,3,杂化轨道的形状也为一头大，一头小，,含有,1/4,s,轨道和,3/4,p,轨道的成分,每两个轨道间的夹角为,109.5,，,空间构型为,正四面体型,H,2,O,原子轨道杂化,2,s,2,p,2,对孤对电子,杂化,价层电子对数为,4,的中心原子采用,sp,3,杂化方式,如：,CH,4,H,2,O,NH,3,NH,4,+,SiCl,4,sp,2,杂化轨道的形成过程,x,y,z,x,y,z,z,x,y,z,x,y,z,120,每个,sp,2,杂化轨道的形状也为一头大，一头小，,含有,1/3,s,轨道和,2/3,p,轨道的成分,每两个轨道间的夹角为,120,，,呈,平面三角形,sp,2,杂化,：1个,s,轨道与2个,p,轨道进行的杂化,形成,3个,sp,2,杂化轨道。,杂化轨道理论,问题导学,知识点三、杂化轨道与共价键的类型,思考讨论,用杂化轨道理论分析乙烯的杂化类型及分子空间构型？,C,的,sp,2,杂化,三个,相同,的,sp,2,杂化轨道,指向三角形的三个顶点,;,未杂化,p,形成,键,;,杂化轨道间夹角为,120,。,杂化轨道只能形成,键,或,容纳未参与成键的孤电子对,，不能形成,键；,未参与杂化的,p,轨道可用于形成,键。,乙烯的,sp,2,杂化图解,苯环的结构,平面正六边形，离域大,键。,1.苯环中的碳均是以,sp,2,杂化成夹角为,120,0,三个sp,2,杂化轨道,.,2.苯环中六个碳之间形成,6,个,键,每个碳与氢形成,1,个,键.,3.苯环中六个碳中未杂化的P轨道彼此形成一个,大,键,.,4.形成,大,键,比一般的,键更稳定,因此苯环体现特殊的稳定性,sp,杂化轨道的形成过程,x,y,z,x,y,z,z,x,y,z,x,y,z,180,每个,sp,杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有,1/2,s,轨道和,1/2,p,轨道的成分,两个轨道间的夹角为,180,，呈,直线型,sp,杂化,：1个,s,轨道与1个,p,轨道进行的杂化,形成,2个,sp,杂化轨道。,可形成,2,键。,剩下,的两个未参与杂化的,p轨道,用于,形成键,。,乙炔的成键,杂化轨道理论,视频导学,知识点二、杂化轨道类型,类型,sp,sp,2,sp,3,参与杂化的轨道,杂化轨道数目,夹角,空间构型,举例,1,个,s,1,个,p,2,180,直线形,CO,2,C,2,H,2,1,个,s,2,个,p,3,120,平面三角形,BF,3,C,2,H,4,1,个,s,3,个,p,4,10928,正四面体形,CH,4,CCl,4,杂化轨道理论,探究导学,探究一、杂化轨道类型的判断与分子空间构型确定,根据以上事实总结：,如何判断一个化合物中心原子杂化类型,及分子空间构型？,问题探究,杂化轨道理论,探究导学,探究一、杂化轨道类型的判断与分子空间构型确定,1,、杂化轨道类型的判断,杂化轨道只能用于形成,键或用来容纳孤电子对,杂化轨道数,=,中心原子价层电子对数,0+2=2,sp,直线形,0+3=3,sp,2,平面三角形,0+4=4,sp,3,正四面体形,1+2=3,sp,2,V,形,1+3=4,sp,3,三角锥形,方法：,根据价层,电子对数；,或杂化轨道夹角,。,杂化轨道理论,探究导学,探究一、杂化轨道类型的判断与分子空间构型确定,2,、杂化轨道立体构型与分子立体构型,sp,类型,sp,3,sp,2,杂化轨道构型,分子立体构型,实例,正四面体,平面三角,直线,直线形,CO,2,C,2,H,2,BF,3,平面三角形,平面形,C,2,H,4,V,形,SO,2,CH,4,CCl,4,正四面体形,三角锥形,NH,3,V,形,H,2,O,有机物,C,杂化类型,饱和,C :,sp,3,杂化,，,连接双键,C :,sp,2,杂化,，,连接三键,C :,sp,杂化。,杂化轨道理论,探究导学,探究一、杂化轨道类型的判断与分子空间构型确定,特别提醒：,1,杂化轨道间夹角,与,分子内键角,不一定相同,；,NH,3,中,N,与,CH,4,中,C,均,sp,3,杂化,，但键角分别为,107,和,10928,2,杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但,能量不同,。,3,杂化轨道,符合,VSEPR,模型,，尽量占空间，使它们间斥力最小。,习题导学,1,计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数，中心原子的杂化轨道类型，写出,VSEPR,模型名称。,(1),C,S,2,_,、,_,、,_,；,(2),N,H,4,+,_,、,_,、,_,；,(3)H,2,O,_,、,_,、,_,；,(4),P,Cl,3,_,、,_,、,_,；,(5),B,Cl,3,_,、,_,、,_,。,杂化轨道理论,孤电子对数结合的原子数,2 sp,3 sp,3,3 sp,2,正四面体,平面三角,直线,0+2=2,sp,直线形,0+4=,4,sp,3,正四面体形,2+2=4,sp,3,四面体形,1+3=,4,sp,3,四面体形,0+3=3,sp,2,平面三角形,习题导学,2,碳原子有,4,个价电子，在有机化合物中价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛分子中，碳原子采取,sp,杂化的分子是,(,写结构简式，下同,)_,，采取,sp,2,杂化的分子是,_,，采取,sp,3,杂化的分子是,_,。,杂化轨道理论,有机物,C,杂化类型,饱和,C :,sp,3,杂化,，,CH,4,、,CH,3,CH,3,等饱和烷烃,连接双键,C :,sp,2,杂化,，,C,2,H,4,、,HCHO,、苯等,连接三键,C :,sp,杂化,。,C,2,H,2,等,CHCH,CH,2,=,CH,2,、,、,HCHO,CH,3,CH,3,杂化,类型,参与杂化的原子轨道,杂化,轨道数,杂化轨道夹角,杂化轨道空间构型,种类,数目,sp,n,s,n,p,1,1,sp,2,n,s,n,p,sp,3,n,s,n,p,1,2,1,3,2,180,直线型,120,109.5,3,4,平面三角形,正四面体,课堂小结,杂化轨道理论,1,掌握杂化轨道的,“,三个类型,”,sp,、,sp,2,、,sp,3,。,2,掌握杂化轨道与,VSEPR,模型的,“,三个对应关系,”,课堂小结,当堂巩固,1.,下列关于,C,2,H,4,分子的分析中正确的是,(,),A,碳原子是,sp,3,杂化,B,CH,键是,sp,2,杂化轨道形成,键，,CC,键未杂化的,2p,轨道形成,键,C,sp,2,杂化轨道形成键，未杂化的,2p,轨道形成,键,D,有,5,个,键，,1,个,键,三个,相同,的,sp,2,杂化轨道,指向三角形的三个顶点,;,未杂化,p,形成,键,。,CH,键是,ssp,2,键,CC,键是,sp,2,sp,2,键,一个,键,分子中共有,5,个,键，,1,个,键,D,杂化轨道理论,当堂巩固,2,、,对,SO,2,与,CO,2,说法正确的是,( ),A,都是直线形结构,B,中心原子都采取,sp,杂化轨道,C,S,原子和,C,原子上都没有孤对电子,D,SO,2,为,V,形结构，,CO,2,为直线形结构,3,、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是,( ),A,CO,2,与,SO,2,B,CH,4,与,NH,3,C,BeCl,2,与,BF,3,D,C,2,H,2,与,C,2,H,4,D,B,杂化轨道理论,