杂化轨道理论完整课件

,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,ppt精选版,*,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,ppt精选版,*,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,*,ppt精选版,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,ppt精选版,*,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,ppt精选版,*,第二节 分子的立体结构,（第,三课时）,滨河高中二部化学组,1,ppt精选版,中心原子,分子类型,中心原子,结合的原子数,代表物,空间构型,无孤对电子,AB,2,2,CO,2,AB,3,3,CH,2,O,AB,4,4,CH,4,有孤对电子,AB,2,2,H,2,O,AB,3,3,NH,3,直线形,平面三角形,正四面体,V,形,三角锥形,二、价层电子对互斥模型,(VSEPR,模型,),一、形形色色的分子,复 习 回 顾,2,ppt精选版,思考与交流,1,、甲烷分子呈正四面体结构，它的四个,C-H,键的键长相同，键角都是,10928,，四个,C-H,键的性质完全相同,2,、根据价键理论，甲烷形成四个,C-H,键都应该是,键，然而,C,原子最外层的四个电子分别,2,个在球形,2S,轨道、,2,个在相互垂直,2P,轨道上，用它们跟,4,个氢原子的,1S,原子轨道重叠，不可能形成四面体构型的甲烷分子,如何解决上列一对矛盾？,3,ppt精选版,值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题。,为了解决这一矛盾，,鲍林,提出了,杂,化轨道理论,4,ppt精选版,三、杂化轨道理论简介,-,鲍林,1,、杂化：,杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型,能量相近,的原子轨道混杂起来，重新组合成一组新的原子轨道。这种重新组合的过程叫做,杂化,，所形成的新的轨道称为,杂化轨道。,2,、杂化的过程：,杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在,激发、杂化,和,轨道重叠,等过程。,5,ppt精选版,sp,3,CH,4,分子（,sp,3,杂化）,6,ppt精选版,3.,杂化轨道理论的要点,(1),发生轨道杂化的原子一定是,中心原子。,(2),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）。,(3),杂化轨道的能量、形状完全相同。,(4),杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨,道数目,等于,形成的杂化轨道数目；杂化后原,子轨道方向改变，杂化轨道在成键时更,有利,于轨道间的重叠,(5),杂化轨道只用于形成,键或用来容纳未参与成键的孤电子对,7,ppt精选版,1.sp,3,杂化,原子形成分子时,同一原子中能量相近的一个,ns,轨道与三个,np,轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为,sp,3,杂化轨道,.,三、杂化轨道理论简介,8,ppt精选版,9,ppt精选版,2,s,2,p,C,的基态,2,s,2,p,激发态,正四面体形,sp,3,杂化态,C,H,H,H,H,10928,激发,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,轨道这,4,个轨道会发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到,4,个能量相等、成分相同的,sp,3,杂化轨道,夹角,109,28,如下图所示：,10,ppt精选版,实例分析1：,试解释CCl,4,分子的空间构型。,CCl,4,分子的中心原子是,C，其价层电子组态为2s,2,2p,x,1,2p,y,1,。在形成,CCl,4,分子的过程中，,C原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道，价层电子组态为2s,1,2p,x,1,2p,y,1,2p,z,1,，,1个2s轨道和3个2p轨道进行sp,3,杂化，形成夹角均为,109,0,28的4个完全等同的sp,3,杂化轨道。其形成过程可表示为,11,ppt精选版,理论分析：,C原子的4个sp,3,杂化轨道分别与,4个Cl原子含有单电子的2p轨道重叠，形成4个sp,3,-p的键。故CCl,4,分子的空间构型是正四面体.,实验测定：,CCl,4,分子中有四个完全等同的,C-Cl键，其分子的空间构型为正四面体。,12,ppt精选版,2,.sp,2,杂化,：一个,s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp,2,杂化轨道，每个杂化轨道的,s成分为1/3，p成分为2/3，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120,13,ppt精选版,实例分析,2,：,分析BF,3,分子的空间构型。,BF,3,分子的中心原子是,B，其价层电子排布为2s,2,2p,x,1,。在形成BF,3,分子的过程中，,B原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道，价层电子排布为2s,1,2p,x,1,2p,y,1,，1个2s轨道和2个2p轨道进行sp,2,杂化，形成夹角均为,120,0,的,3个完全等同的SP,2,杂化轨道。其形成过程可表示为：,14,ppt精选版,理论分析：,B原子的三个SP,2,杂化轨道分别与,3个F原子含有单电子的2p轨道重叠，形成3个sp,2,-p的键。故BF,3,分子的空间构型是平面三角形。,实验测定：,BF,3,分子中有,3个完全等同的B-F键，键角为120,0,，分子的空间构型为平面三角形。,+,15,ppt精选版,BF,3,分子的形成,：,F,3F +,B,B,F,F,120（平面三角形）,16,ppt精选版,3,.,sp杂化,：同一原子中1个s轨道与1个p轨道杂化形成2个sp杂化轨道。每个杂化轨道的s成分为1/2，p成分为1/2，杂化轨道之间的夹角为180度。,17,ppt精选版,实例分析,3,：,BeCl,2,分子的形成和空间构型。,Be原子的价层电子排布为2s,2,。在形成BeCl,2,分子的过程中，Be原子的1个2s电子被激发到2p空轨道，价层电子排布变为为2s,1,2p,x,1,。这2个含有单电子的2s轨道和2p,x,轨道进行,sp杂化，组成夹角为180,0,的2个能量相同的sp杂化轨道，其形成过程可表示为：,18,ppt精选版,理论分析：,Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个spp的键，所以BeCl,2,分子的空间构型为直线。,实验测定：,BeCl,2,分子中有,2个完全等同的BeCl键，键角为180,0,，分子的空间构型为直线。,其他例子：,CO,2,、,HCCH,19,ppt精选版,1）sp杂化,乙炔中的碳原子为,sp杂化,，分子呈,直线构型,。,两个碳原子的,sp杂化轨道沿各自对称轴形成,C,C 键,，另两个,sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个,C,H 键,，两个,p,y,轨道和两个,p,z,轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的,C,C,键，形成乙炔分子。,2）空间结构是直线型：,三个,键在一条直线上。,20,ppt精选版,21,ppt精选版,BCl,3,、CO,3,2,、NO,3,、H,2,C=O、SO,3、,烯烃C=C结构中的中心原子都是以sp,2,杂化的。,以sp,2,杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp,2,-骨架的未参与杂化的p轨道，如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠，并填入电子，就会形成,键。如，乙烯H,2,C=CH,2,、甲醛H,2,C=O。,石墨、苯中碳原子也是以,sp,2,杂化的：,22,ppt精选版,乙烯中的在轨道杂化时，,有一个轨道未参与杂化，,只是的,s与两个p轨道发生杂化，形成三个相同的sp,2,杂化轨道，三个,sp,2,杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。,未杂化,p轨道垂直于sp,2,杂化轨道所在平面。,杂化轨道间夹角为,120。,的,sp,2,杂化,23,ppt精选版,24,ppt精选版,25,ppt精选版,基态,N,的最外层电子构型为,2s,2,2p,3,，在,H,影响,下，,N,的一个,2s,轨道和三个,2p,轨道进行,sp,3,不等性,杂化，形成四个,sp,3,杂化轨道。其中三个,sp,3,杂化轨,道中各有一个未成对电子，另一个,sp,3,杂化轨道被,孤对电子所占据。,N,用三个各含一个未成对电子,的,sp,3,杂化轨道分别与三个,H,的,1s,轨道重叠，形成,三个 键。,由于孤对电子的电子云密集在,N,的,周围，对三个 键的电子云有比较大的排斥作,用，使 键之间的键角被压缩到 ，因此,NH,3,的空间构型为三角锥形。,26,ppt精选版,27,ppt精选版,基态,O,的最外层电子构型为,2s,2,2p,4,，在,H,的,影响下，,O,采用,sp,3,不等性杂化，形成四个,sp,3,杂,化轨道，其中两个杂化轨道中各有一个未成对电,子，另外两个杂化轨道分别被两对孤对电子所占,据。,O,用两个各含有一个未成对电子的,sp,3,杂化轨,道分别与两个,H,的,1s,轨道重叠，形成两个,键。,由于,O,的两对孤对电子对两个 键的成键,电子有更大的排斥作用，使 键之间的键角被,压缩到,，,因此,H,2,O,的空间构型为,V,型。,28,ppt精选版,杂 化,类 型,sp,Sp,2,sp,3,参与杂化的原子轨道,1个 s+1个p,1个s+2个p,1个s+3个p,杂 化 轨 道 数,2个sp杂化轨道,3个sp,2,杂化轨道,4个sp,3,杂化轨道,杂化轨道,间夹角,180,0,120,0,109,0,28,空,间,构,型,直线,形,平面三角形,正四面体,实,例,BeCl,2,C,2,H,2,BF,3,C,2,H,4,CH,4,CCl,4,3,、,s-p型的三种杂化比较,29,ppt精选版,（,1,）杂化轨道只用于形成,键和用来容纳孤对电子,（,2,）杂化轨道数,=,价层电子对数,=中心原子孤对电子对数,中心原子结合的原子数,4,、杂化类型的判断：,等于,2,，则中心原子发生,sp,杂化；,等于,3,，则中心原子发生,sp,2,杂化；,等于,4,，则中心原子发生,sp,3,杂化；,(3),看中心原子有没有形成,键，,如果有,2,个,键，形成的是,sp,杂化；,如果有,1,个,键，形成的是,sp,2,杂化；,如果全部是单键，则形成的是,sp,3,杂化。,30,ppt精选版,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,2+2=4,sp,3,V形,代表物,杂化轨道数,杂化轨道类型,分子结构,CO,2,CH,2,O,CH,4,SO,2,NH,3,H,2,O,结合上述信息完成下表：,31,ppt精选版,例,1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(),ACO,2,与,SO,2,BCH,4,与,NH,3,CBeCl,2,与,BF,3,DC,2,H,2,与,C,2,H,4,B,例,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,D,课堂练习,32,ppt精选版,