杂化轨道理论-(公开课)教学ppt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,*,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,*,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,*,分子的立体结构,（杂化轨道理论）,1,分子的立体结构1,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,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,3.,如果,C,原子就以个,s,轨道和个,p,轨道上的单电子，分别与四个原子的,s,轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与,CH,分子的实际情况是否吻合？,思考与交流,1.,回忆：,CH,分子中,C,原子形成几个共价键？分子空间构型怎样？,2.,写出基态,C,原子价电子的电子排布图,并推测：,CH,分子的,C,原子怎样才能形成四个共价键？,3,3.如果C原子就以个s轨道和个p轨道上的单电子，分别,键长、键能相同，键角相同为,10928,2s 2p,x,2p,y,2p,z,4,键长、键能相同，键角相同为109282s,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：,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，得到,4,个相同的,sp,3,杂化轨道，夹角,109,28,正四面体形。,三、杂化轨道理论简介,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,激发,杂化,5,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，,sp,3,杂化,C,原子由,1,个,2s,轨道和,3,个,2p,轨道混杂并重新组合成,4,个能量与形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有,1/4,的,s,轨道成分和,3/4,的,p,轨道成分，因此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分别指向正四面体的四个顶点。,6,sp3 杂化 C原子由1个2s轨道和3个2p轨道混杂,四个,H,原子分别以,1s,轨道与,C,原子上的四个,sp,3,杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的,s-sp,3,键，形成一个正四面体构型的分子。,10928,7,四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp3杂,通过以上的学习，以,CH,4,为例，谈谈你对“杂化”及“杂化轨道”的理解。,1.C,原子为什么要进行“杂化”？,2.,什么是杂化？,C,原子是如何进行“杂化”的？,3.“,杂化轨道”有哪些特点？,思考与交流,8,通过以上的学习，以CH4为例，谈谈你对“杂化”及“杂化轨,在形成分子时，由于原子的相互影响，,同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道,这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的“杂化”（,混合平均化,）,1.,杂化轨道概念,三、杂化轨道理论简介,9,在形成分子时，由于原子的相互影响，同一原子中的若干不同类,2.,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),杂化轨道在,空间构型,上都具有一定的,对称性,（以 减小化学键之间的排斥力）。,(6),分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。,(7),杂化轨道只能用于形成,键，,不能用于形成,键,。,10,2.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,180,实验测得,:,两个共价键，直线形分子（键角,180,）,ClBeCl,探究,1,：,BeCl,2,分子的形成,Be,原子价电子排布式：,2,s,2,没有未成对电子,Cl,Cl,Be,11,180实验测得:两个共价键，直线形分子（键角,一个,2s,和一个,2 p,轨道杂化,形成,sp,杂化轨道,12,一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道12,为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为,180,。,sp,杂化轨道的形成和空间取向示意图,13,为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为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。,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。,sp,杂化,BeCl,2,分子的形成,14,每个sp杂化轨道的形状为 一头大，一头小；1个s 轨道与1个,BeCl,2,分子结构,Cl,Cl,sp,p,x,p,x,规律,：第,A,族、,B,族元素与第,A,族元素所形成的,MX,2,型共价化合物，中心原子采取,sp,杂化。如,BeBr,2,、,HgCl,2,。,Cl,Be,Cl,15,BeCl2分子结构ClClsppxpx 规律：,实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角,120,）,。,B,原子价电子排布式：,2,s,2,2,p,1,，有一个未成对电子,120,F,F,F,B,探究,2,：,BF,3,分子的形成,16,B原子价电子排布式：2s22p1，有一个未成对电子120F,1,个,2,s,轨道与,2,个,2,p,轨道进行的杂化,形成,3,个,sp,2,杂化轨道。,17,1个2s 轨道与2个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2,sp,2,杂化轨道的形成和空间取向示意图,18,sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图18,sp,2,杂化,BF,3,分子的形成,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。,规律,：第,A,族元素与第,A,族元素所形成的,MX,3,型共价化合物，中心原子采取,sp,2,杂化。如,BBr,3,。,19,sp2 杂化 BF3分子的形成 每个sp2杂化轨,sp,3,杂化,CH,4,分子的形成,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,10928,，正四面体形,规律,：第,A,族元素与第,A,族、,A,族元素所形成的,MX,4,型共价化合物，中心原子采取,sp,3,杂化。如,CCl,4,、,SiF,4,、,CHCl,3,。,20,sp3杂化 CH4分子的形成 sp3杂化：1个s,3.,三种,sp,杂化轨道类型的比较,1,个,s+2,个,p,1,个,s+1,个,p,1,个,s+3,个,p,2,个,sp,杂化轨道,3,个,sp,2,杂化轨道,4,个,sp,3,杂化轨道,180,120,10928,直线形,平面三角形,正四面体形,BeCl,2,BF,3,CH,4,21,3.三种sp杂化轨道类型的比较 1个s+2个p1个 s,用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。,（,1,）,CH,2,CH,2,（,2,）,CH,CH,提醒：杂化轨道只能用于形成,键或容纳孤对电子，剩余的未杂化,p,轨道还可形成键。,应用反馈,22,用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构,C,原子在形成乙烯分子时，碳原子的,2s,轨道与,2,个,2p,轨道发生杂化，形成,3,个,sp,2,杂化,轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。,每个,C,原子的,2,个,sp,2,杂化轨道分别与,2,个,H,原子的,1s,轨道形成,2,个相同的,键，各自剩余的,1,个,sp,2,杂化轨道相互形成一个,键,.,各自没有杂化的,l,个,2p,轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成,键。,所以，在乙烯分子中双键由一个,键和一个,键构成。,23,C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道,C,原子在形成乙炔分子时发生,sp,杂化。,两个碳原子以,sp,杂化轨道与氢原子的,1s,轨道结合形成,键。各自剩余的,1,个,sp,杂化轨道相互形成,1,个,键，,两个碳原子的,未杂化,2p,轨道分别在,Y,轴和,Z,轴方向重叠形成,键。,所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。,注意：,杂化轨道一般形成,键，没有杂化的,p,轨道形成,键。,24,C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化。注意：杂化轨道一般形,根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？,C,C,sp,3,sp,2,sp,C,C,C,C,问题探究,注意：杂化轨道只用于形成,键或者用来容纳孤对电子,25,根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？C,杂化轨道数,=,中心原子价层电子对数,=,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,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,4.,中心原子杂化类型判断的一般方法,26,杂化轨道数=中心原子价层电子对数=中心原子孤对电,知识小结,三、杂化轨道理论简介,1.,杂化轨道概念,2.,杂化轨道理论的要点,3.,三种,sp,杂化轨道类型的比较,sp,杂化轨道,直线形，夹角,180,2,个,sp,2,杂化轨道,平面三角形，夹角,120,3,个,sp,3,杂化轨道,正四面体形，夹角,109,284,个,4.,中心原子杂化类型判断的一般方法,杂化轨道数,=,中心原子价层电子对数,=,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,27,知识小结三、杂化轨道理论简介27,1,：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,B,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,3,：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。,(1)PCl,3,(2)BCl,3,(3)CS,2,(4)C1,2,O,28,1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是B 2：对SO,4,、下列微粒中心元素以,sp,3,杂化的是（）,A,ICl,4,-,B,ClO,4,-,C,BrF,4,+,D,SF,4,5,有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（）,A,两个碳原子采用,sp,杂化方式,B,两个碳原子采用,sp,2,杂化方式,C,每个碳原子都有两个未杂化的,2p,轨道形成,键,D,两个碳原子形成两个,键,B,B,29,4、下列微粒中心元素以sp3杂化的是（）5有关乙炔分,