雜化軌道理論簡介課件下學(xué)期高二化學(xué)人教版選擇性必修2

2.2.3雜化軌道理論簡介1教學(xué)目標(biāo)

培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等化學(xué)核心素養(yǎng)3教學(xué)難點(diǎn)

分析雜化類型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系2教學(xué)重點(diǎn)

雜化軌道理論

溫故知新（1）寫出基態(tài)C、H原子的價(jià)層電子排布圖C的基態(tài)2s2p1sH的基態(tài)CH4

正四面體的空間構(gòu)型(鍵長相同，鍵角相同均為109°28′)（2）碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，為什么碳原子能與氫原子結(jié)合形成正四面體的CH4？

為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論。雜化軌道理論用雜化軌道理論解釋CH4的形成Csp3↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基態(tài)能量混雜激發(fā)態(tài)雜化軌道xyzxyzxyzxyz109°28′

sp3雜化軌道特點(diǎn)①1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成4個(gè)sp3雜化軌道。②每個(gè)sp3雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分。③每兩個(gè)軌道間的夾角為109.28°，空間構(gòu)型為正四面體形。甲烷分子中碳原子的4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)C-Hσ鍵，呈正四面體形。雜化軌理論要點(diǎn)中心原子

外界條件

能量相近的軌道雜化前后的變與不變

變：軌道的成分、能量、形狀、方向

不變：原子軌道的數(shù)目成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊

滿足最小排斥，最大夾角分布H2O和NH3的VSEPR模型跟CH4一樣，都是四面體形的，因此H2O和NH3的中心原子也是采用sp3雜化的。水分子的氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)被孤電子對占據(jù)；氨分子的氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)被孤電子對占據(jù)。NH3不等性sp3雜化4個(gè)sp3雜化軌道3個(gè)sp3-sσ鍵形成N-H鍵H2O4個(gè)sp3雜化軌道2個(gè)sp3-sσ鍵不等性sp3雜化形成O-H鍵

鍵角°

鍵角107°雜化軌道的類型sp雜化1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道進(jìn)行雜化，形成2個(gè)sp雜化軌道。這兩個(gè)sp雜化軌道在空間呈直線形，夾角180°。如BeCl2、CO2、H-C≡C-H等的中心原子都是sp雜化類型。Csp

2py2pz↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基態(tài)能量混雜激發(fā)態(tài)雜化軌道π鍵單電子σ鍵單電子xyzxyzzxyzxyz碳的sp雜化軌道——C2H2的形成C2H2雜化軌道和成鍵兩個(gè)sp雜化軌道在空間呈直線形，夾角180°。另外2個(gè)未參與雜化的2p軌道仍保持原狀，并與sp軌道相互垂直。碳原子的2個(gè)sp雜化軌道有一個(gè)相互重疊形成σ鍵，另外1個(gè)雜化軌道與氫原子1s軌道重疊形成σ鍵，未參與雜化的2P軌道相互重疊形成2個(gè)π鍵。雜化軌道的類型sp2雜化1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道進(jìn)行雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道。sp2雜化軌道在空間呈平面三角形，夾角120°。如BF3、CH2=CH2、HCHO、SO3、CO32-等的中心原子都是sp2雜化類型。碳的sp2雜化軌道——C2H4的形成Csp22pz↑↑↑↑2p↑↑↑2s

↓↑基態(tài)能量混雜激發(fā)態(tài)雜化軌道π鍵單電子σ鍵單電子xyzxyzxyzxyz120°C2H4雜化軌道和成鍵3個(gè)sp2雜化軌道間的夾角為均120°，呈平面三角形。另外1個(gè)未參與雜化的2p軌道仍保持原狀，并與sp2軌道相互垂直。碳原子的3個(gè)sp2雜化軌道有一個(gè)相互重疊形成σ鍵，另外2個(gè)雜化軌道與氫原子1s軌道重疊形成兩個(gè)σ鍵，未參與雜化的2P軌道相互重疊形成π鍵。判斷中心原子的雜化軌道類型σ鍵電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)

VSEPR模型孤電子對數(shù)雜化軌道類型分子空間結(jié)構(gòu)預(yù)測解釋價(jià)電子互斥理論雜化軌道理論（2）形成π鍵的電子只能位于未雜化的原子軌道上。（1）雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。（3）中心原子σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)＝價(jià)層電子對數(shù)＝雜化軌道數(shù)VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型典型例子價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱雜化軌道數(shù)中心原子的雜化軌道類型直線形平面三角形平面三角形四面體四面體正四面體spsp2sp3sp2sp3sp3CO2SO2SO3H2ONH3CH42+0＝22+1＝33+0＝32+2＝43+1＝44+0＝4233444課堂練習(xí)1.下列分子中的中心原子采取sp2雜化的是()①C2H2

②C2H4

③C3H8

④CO2⑤BeCl2

⑥SO3

⑦BF3A．①⑥⑦

B．③⑤⑦C．②⑥⑦D．③⑤⑥C2.白磷是一種能自燃的單質(zhì),其分子的球棍模型如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是(

)。A.每個(gè)磷原子形成3個(gè)σ鍵,磷原子為sp2雜化B.每個(gè)磷原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,磷原子均為sp3雜化C.