選修3雜化軌道理論

三雜化軌道理論2021/5/91C原子與H原子結(jié)合形成的分子為什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子為什么具有正四面體的空間構(gòu)型（鍵長(zhǎng)、鍵能相同，鍵角相同為109°28′）？2s2px2py2pz例如：2s2px2py2pz

C2021/5/92

雜化軌道理論的基本要點(diǎn)原子軌道在成鍵的過程中并不是一成不變的。同一原子中能量相近的某些軌道，在成鍵過程中重新組合成一系列能量相等的新軌道而改變了原有的狀態(tài)。這一過程稱為“雜化”。所形成的新軌道叫做“雜化軌道”。2021/5/93原子形成分子時(shí)，是先雜化后成鍵同一原子中不同類型、能量相近的原子軌道參與雜化雜化前后原子軌道數(shù)不變雜化后形成的雜化軌道的能量相同雜化后軌道的形狀、伸展方向發(fā)生改變雜化軌道參與形成σ鍵，未參與雜化的軌道形成π鍵雜化軌道的要點(diǎn)2021/5/94為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，2雜化軌道分類2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個(gè)氫原子形成甲烷分子時(shí)，碳原子的2s軌道和3個(gè)2p軌道會(huì)發(fā)生混雜，混雜時(shí)保持軌道總數(shù)不變，得到4個(gè)能量相等、成分相同的sp3雜化軌道，夾角109

28′，表示這4個(gè)軌道是由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的如下圖所示：雜化2021/5/951sp3

雜化

一個(gè)s軌道與三個(gè)p軌道雜化后，得四個(gè)sp3雜化軌道，每個(gè)雜化軌道的s成分為1/4，p成分為3/4，它們的空間取向是四面體結(jié)構(gòu)，相互的鍵角θ=109o28′

CH4,CCl42021/5/96NH3中N也是采取sp3雜化N的電子構(gòu)型:1s22s22p3NF32021/5/97H2O中O也是采取sp3雜化O的電子構(gòu)型:1s22s22p42021/5/98

與中心原子鍵合的是同一種原子，分子呈高度對(duì)稱的正四面體構(gòu)型，其中的4個(gè)sp3雜化軌道自然沒有差別，這種雜化類型叫做等性雜化。

中心原子的4個(gè)sp3雜化軌道用于構(gòu)建不同的σ軌道，如H2O的中心原子的4個(gè)雜化軌道分別用于σ鍵和孤對(duì)電子對(duì)，這樣的4個(gè)雜化軌道顯然有差別，叫做不等性雜化。等性雜化和不等性sp3雜化2021/5/99

交流與討論：為了滿足生成BF3和BeCl2的要求，B和Be原子的價(jià)電子排布應(yīng)如何改變？用軌道式表示B和Be原子的價(jià)電子結(jié)構(gòu)的改變。

BF3中的B是sp2雜化，BeCl2中的Be是sp雜化。

2021/5/910一個(gè)s軌道與一個(gè)p軌道雜化后，得兩個(gè)sp雜化軌道，每個(gè)雜化軌道的s成分為1/2，p成分為1/2，雜化軌道之間的夾角為180度。CO2HC≡CHBeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化sp雜化態(tài)Cl

BeCl180

2sp

雜化2p2021/5/9112021/5/912sp2

雜化一個(gè)s軌道與兩個(gè)p軌道雜化，得三個(gè)sp2雜化軌道，每個(gè)雜化軌道的s成分為1/3，p成分為2/3，三個(gè)雜化軌道在空間分布是在同一平面上，互成120o2s2pB的基態(tài)2p2s激發(fā)態(tài)正三角形sp2雜化態(tài)BF3分子形成BFFF激發(fā)120°雜化2021/5/9132021/5/9143雜化軌道比較sp2

雜化sp

雜化sp3

雜化雜化軌道夾角雜化軌道空間取向180o

120o

109.5o

直線正四面體

平面三角形2021/5/915

根據(jù)以下事實(shí)總結(jié)：如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C2021/5/916（1）看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)π鍵，用去了2個(gè)p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)π鍵，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成的是sp3雜化。（2）沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化。4、判斷中心原子的雜化類型一般方法2021/5/917思考題：根據(jù)以下事實(shí)總結(jié)：如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？2021/5/918已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對(duì)電子★雜化軌道數(shù)0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)2021/5/919天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色四配合物理論簡(jiǎn)介：實(shí)驗(yàn)2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍(lán)色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+★配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物，通常是由中心離子（或原子）與配位體(某些分子或陰離子)以配位鍵的形式結(jié)合而成的復(fù)雜離子或分子。2021/5/9202021/5/9212021/5/9222+CuNH3H3NNH3NH33實(shí)驗(yàn)2-2已知?dú)溲趸~與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯蒣Cu(NH3)4]2+

，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液