版高中化學選修3 物質結構與性質 第二章 第二節(jié) 分子的立體構型(第2課時)

江西省教育信息技術研究“十二五”規(guī)劃2012年度課題《基于網絡的高中化學課件庫的建設與應用研究》

（課題編號：GDK-2012-G-72883）

主持人：桂耀榮2023/2/11江西省鷹潭市第一中學桂耀榮第二章分子結構與性質第二節(jié)分子的立體構型第2課時新課標人教版高中化學課件系列選修3物質結構與性質2023/2/12江西省鷹潭市第一中學桂耀榮活動：請根據(jù)價層電子對互斥理論分析CH4的立體構型新問題1：1.寫出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結合形成CH4，而不是CH2？C原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖1s1雜化軌道理論簡介2023/2/13江西省鷹潭市第一中學桂耀榮新問題2：按照我們已經學過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構型的甲烷分子CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論雜化軌道理論簡介2023/2/14江西省鷹潭市第一中學桂耀榮sp3C：2s22p2

由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為

sp3雜化軌道。雜化軌道理論簡介2023/2/15江西省鷹潭市第一中學桂耀榮為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向成什么立體構型?雜化軌道理論簡介2023/2/16江西省鷹潭市第一中學桂耀榮

四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構成一個正四面體構型的分子。

109°28’雜化軌道理論簡介2023/2/17江西省鷹潭市第一中學桂耀榮

四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構成一個正四面體構型的分子。

109°28’雜化軌道理論簡介2023/2/18江西省鷹潭市第一中學桂耀榮三、雜化理論簡介1.概念：在形成分子時，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。2.要點：（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級組或相近能級組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時更有利于軌道間的重疊；雜化軌道理論簡介2023/2/19江西省鷹潭市第一中學桂耀榮雜化軌道理論簡介2023/2/110江西省鷹潭市第一中學桂耀榮（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；雜化軌道理論簡介2023/2/111江西省鷹潭市第一中學桂耀榮sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2s

軌道和1/2p

軌道的成分兩個軌道間的夾角為180°，呈直線型

sp

雜化：1個s軌道與1個p軌道進行的雜化,

形成2個sp雜化軌道。雜化軌道理論簡介2023/2/112江西省鷹潭市第一中學桂耀榮180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個電子，spsp雜化ClClsppxpx雜化軌道理論簡介2023/2/113江西省鷹潭市第一中學桂耀榮sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分，每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個s軌道與2個p軌道進行的雜化,

形成3個sp2雜化軌道。雜化軌道理論簡介2023/2/114江西省鷹潭市第一中學桂耀榮120°FFFB例如：Sp2

雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒有3個成單電子sp2sp2雜化雜化軌道理論簡介2023/2/115江西省鷹潭市第一中學桂耀榮sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：1個s軌道與3個p軌道進行的雜化,形成4個sp3雜化軌道。

每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分，每兩個軌道間的夾角為109.5°，空間構型為正四面體型雜化軌道理論簡介2023/2/116江西省鷹潭市第一中學桂耀榮例如：Sp3

雜化——CH4分子的形成sp3C：2s22p2雜化軌道理論簡介2023/2/117江西省鷹潭市第一中學桂耀榮其它雜化方式

dsp2雜化、sp3d雜化、sp3d2雜化、d2sp3雜化、sp3d2雜化例如：sp3d2雜化：SF6構型：四棱雙錐正八面體此類雜化一般是金屬作為中心原子用于形成配位化合物雜化軌道理論簡介2023/2/118江西省鷹潭市第一中學桂耀榮三、雜化理論簡介3.雜化軌道分類：sp3CH4原子軌道雜化等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分的均勻混合。雜化軌道每個軌道的成分軌道間夾角(鍵角)

sp1/2s，1/2p180°

sp21/3s，2/3p120°

sp31/4s，3/4p109°28′雜化軌道理論簡介2023/2/119江西省鷹潭市第一中學桂耀榮3.雜化軌道分類：三、雜化理論簡介H2O原子軌道雜化

O原子：2s22p4有2個單電子，可形成2個共價鍵，鍵角應當是90°，Why?2s2p2

對孤對電子雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分上的不均勻混合。某個雜化軌道有孤電子對雜化軌道理論簡介2023/2/120江西省鷹潭市第一中學桂耀榮排斥力：孤電子對-孤電子對>孤電子對-成鍵電子對>成鍵電子對-成鍵電子對雜化軌道理論簡介2023/2/121江西省鷹潭市第一中學桂耀榮三、雜化理論簡介4.雜化類型判斷：因為雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對，故有雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結合的原子數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)雜化軌道理論簡介2023/2/122江西省鷹潭市第一中學桂耀榮三、雜化理論簡介4.雜化類型判斷：A的價電子對數(shù)234A的雜化軌道數(shù)雜化類型A的價電子空間構型A的雜化軌道空間構型ABm型分子或離子空間構型對于ABm型分子或離子，其中心原子A的雜化軌道數(shù)恰好與A的價電子對數(shù)相等。234spsp2sp3直線形平面三角形正四面體直線形平面三角形正四面體直線形平面三角形或V形正四面體三角錐形或V形雜化軌道理論簡介2023/2/123江西省鷹潭市第一中學桂耀榮例1：計算下列分子或離子中的價電子對數(shù)，并根據(jù)已學填寫下表物質價電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對空間構型軌道夾角分子空間構型鍵角氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體180°180°120°109.5°直線形直線形平面三角形正四面體V形三角錐形180°180°120°109.5°109.5°104.5°107.3°107.3°課堂練習雜化軌道理論簡介2023/2/124江西省鷹潭市第一中學桂耀榮例2、對SO2與CO2說法正確的是（）A．都是直線形結構

B．中心原子都采取sp雜化軌道

C．S原子和C原子上都沒有孤對電子

D．SO2為V形結構，CO2為直線形結構D雜化軌道理論簡介2023/2/125江西省鷹潭市第一中學桂耀榮試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論雜化軌道理論簡介2023/2/126江西省鷹潭市第一中學桂耀榮

C原子在形成乙烯分子時，碳原子的2s軌道與2個2p軌道發(fā)生雜化，形成3個sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個頂點。每個C原子的2個sp2雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2個相同的σ鍵，各自剩余的1個sp2雜化軌道相互形成一個σ鍵，各自沒有雜化的l個2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構成。雜化軌道理論簡介2023/2/127江西省鷹潭市第一中學桂耀榮

C原子在形成乙炔分子時發(fā)生sp雜化，兩個碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道