高中化學(xué) 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第2節(jié) 分子的立體構(gòu)型（第2課時(shí)）課件 新人教版選修3-新人教版高二選修3化學(xué)課件

1、2021-12-311第二章第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型分子的立體構(gòu)型第第2 2課時(shí)課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修選修3 3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2021-12-312活動(dòng)：請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分活動(dòng)：請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析析CHCH4 4的立體構(gòu)型的立體構(gòu)型1.1.寫出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么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(jié)合形成碳原子與氫原子結(jié)合形成CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2 ？C原子軌道排布原子軌道排布圖圖1s22s22p2H原子軌道排布圖原子軌道排布

2、圖1s1雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-313按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)個(gè)C H單鍵單鍵都應(yīng)該是都應(yīng)該是鍵，然而，碳原子的鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的個(gè)相互垂直的2p 軌道和軌道和1個(gè)球形的個(gè)球形的2s軌道，用它們跟軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子的甲烷分子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雜化軌道理論簡介2021-12-314激發(fā)s2p2p2s

3、2雜化3spsp3C：2s22p2 由由1個(gè)個(gè)s軌道和軌道和3個(gè)個(gè)p軌道軌道混雜混雜并重新組合成并重新組合成4個(gè)個(gè)能量與形狀完全相同的軌道。能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱我們把這種軌道稱之為之為 spsp3 3雜化軌道雜化軌道。雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-315為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，最小，4個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-316 四個(gè)四個(gè)H原子分別以原子分別以4個(gè)個(gè)s軌道與軌道與C原子上的四個(gè)原子上

4、的四個(gè)sp3雜化雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的相同的S-SP3鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。 10928雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-317 四個(gè)四個(gè)H原子分別以原子分別以4個(gè)個(gè)s軌道與軌道與C原子上的四個(gè)原子上的四個(gè)sp3雜化雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的相同的S-SP3鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。 10928雜化軌道理論簡介雜化軌

5、道理論簡介2021-12-318三、雜化理論簡介三、雜化理論簡介1.1.概念：概念：在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干不同不同類型能量相近的原子軌道類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組混合起來，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。就稱為雜化軌道。2.2.要點(diǎn)：要點(diǎn)：（1 1）參與參加雜化的各原子軌道）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近能量要相近（同一（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；（2 2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)）雜

6、化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目目等于等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-319雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3110（3 3）雜化前后原子軌道為使相互間）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小排斥力最小，故，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；不同；雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3111sp雜化軌道的形成

7、過程 x y z x y z z x y z x y z 180每個(gè)每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2 s 軌道和軌道和1/2 p 軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為180，呈，呈直線型直線型 sp 雜化雜化：1個(gè)個(gè)s 軌道與軌道與1個(gè)個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化, 形成形成2個(gè)個(gè)sp雜化軌道。雜化軌道。雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3112180ClClBe例如：例如： Sp 雜化雜化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：原子：1s22s2 沒有單個(gè)電子，沒有單個(gè)電子，激發(fā)s2p2p2s2s

8、psp雜化雜化ClClsppxpx雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3113sp2雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 120 每個(gè)每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有 1/3 s 軌道和軌道和 2/3 p 軌道的成分，每兩個(gè)軌道間的夾角為軌道的成分，每兩個(gè)軌道間的夾角為120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2雜化雜化：1個(gè)個(gè)s 軌道與軌道與2個(gè)個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化, 形成形成3個(gè)個(gè)sp2 雜化軌道。雜化軌道。雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3114120FFFB例如

9、：例如： Sp2 雜化雜化 BF3分子的形成分子的形成B B： 1s1s2 22s2s2 22p2p1 1沒有沒有3 3個(gè)成單電子個(gè)成單電子激發(fā)s2p2p2s2sp2sp2雜化雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3115sp3雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3雜化雜化：1個(gè)個(gè)s 軌道與軌道與3個(gè)個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化軌道進(jìn)行的雜化,形成形成4個(gè)個(gè)sp3 雜化軌道。雜化軌道。 每個(gè)每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有有 1/4 s 軌道和軌道和 3/4 p 軌道的成分，每兩個(gè)軌道間的

10、軌道的成分，每兩個(gè)軌道間的夾角為夾角為109.5，空間構(gòu)型為空間構(gòu)型為正四面體型正四面體型雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3116例如：例如： Sp3 雜化雜化 CH4分子的形成分子的形成激發(fā)s2p2p2s2雜化3spsp3C：2s22p2雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3117其它雜化方式其它雜化方式 dsp2雜化、雜化、sp3d雜化、雜化、sp3d2雜化、雜化、d2sp3雜化、雜化、 sp3d2雜化雜化例如：例如：sp3d2雜化：雜化：SF6構(gòu)型：四棱雙錐構(gòu)型：四棱雙錐 正八面體正八面體 此類雜化一般是金屬作為中心原子此類雜化一般是金屬作為中心原子用于形成配

11、位化合物用于形成配位化合物 雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3118三、雜化理論簡介三、雜化理論簡介3.3.雜化軌道分類：雜化軌道分類：激發(fā)s2p2p2s2雜化3spsp3CH4原子原子軌道雜化軌道雜化等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合。 雜化軌道雜化軌道 每個(gè)軌道的成分每個(gè)軌道的成分 軌道間夾角軌道間夾角( 鍵角鍵角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-31193.3.雜化軌道分類：雜

12、化軌道分類：三、雜化理論簡介三、雜化理論簡介H2O原子原子軌道雜化軌道雜化 O原子：原子：2s22p4 有有2個(gè)單個(gè)單電子，可形成電子，可形成2個(gè)共價(jià)鍵，鍵個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是角應(yīng)當(dāng)是90，Why? 2s2p2 對(duì)孤對(duì)電子對(duì)孤對(duì)電子雜化雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的 不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對(duì)不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對(duì)雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3120排斥力排斥力：孤電子對(duì)：孤電子對(duì)- -孤電子對(duì)孤電子對(duì) 孤電子對(duì)孤電子對(duì)- -成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì) 成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)- -成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)

13、雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3121三、雜化理論簡介三、雜化理論簡介4.4.雜化類型判斷：雜化類型判斷： 因?yàn)殡s化軌道只能用于形成因?yàn)殡s化軌道只能用于形成鍵或用來鍵或用來容納孤電子對(duì)，故有容納孤電子對(duì)，故有 雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。心原子的雜化軌道類型。=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)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)雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2

14、021-12-3122三、雜化理論簡介三、雜化理論簡介4.4.雜化類型判斷：雜化類型判斷：A A的價(jià)電子對(duì)數(shù)的價(jià)電子對(duì)數(shù)2 23 34 4A A的雜化軌道數(shù)的雜化軌道數(shù)雜化類型雜化類型A A的價(jià)電子空間構(gòu)型的價(jià)電子空間構(gòu)型A A的雜化軌道空間構(gòu)型的雜化軌道空間構(gòu)型ABmABm型分子或離子空間構(gòu)型型分子或離子空間構(gòu)型對(duì)于對(duì)于ABmABm型分子或離子，其中心原子型分子或離子，其中心原子A A的雜化軌道的雜化軌道數(shù)恰好與數(shù)恰好與A A的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等。的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等。234spsp2sp3直線形直線形平面三角形平面三角形正四面體正四面體直線形直線形平面三角形平面三角形正四面體正四面體直線形直線形平

15、面三角平面三角形或形或V形形正四面體三角正四面體三角錐形或錐形或V形形雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3123例例1：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)物質(zhì)價(jià)電價(jià)電子對(duì)子對(duì)數(shù)數(shù)中心原中心原子雜化子雜化軌道類型軌道類型雜化軌道雜化軌道/電子對(duì)空電子對(duì)空間構(gòu)型間構(gòu)型軌道軌道夾角夾角分子空分子空間構(gòu)型間構(gòu)型鍵角鍵角氣態(tài)氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直線形直線形直線形直線形平面三角形平面三角形正四正四面體面體1801801

16、20109.5直線形直線形直線形直線形平面三平面三角形角形正四正四面體面體V形形三角三角錐形錐形180180120109.5109.5104.5107.3107.3課堂練習(xí)課堂練習(xí)雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3124例例2、對(duì)、對(duì)SO2與與CO2說法正確的是（說法正確的是（ ） A都是直線形結(jié)構(gòu)都是直線形結(jié)構(gòu) B中心原子都采取中心原子都采取sp雜化軌道雜化軌道 C S原子和原子和C原子上都沒有孤對(duì)電子原子上都沒有孤對(duì)電子 D SO2為為V形結(jié)構(gòu)，形結(jié)構(gòu)， CO2為直線形結(jié)構(gòu)為直線形結(jié)構(gòu)D雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3125試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分

17、子試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況的成鍵情況雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3126 C C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s2s軌道與軌道與2 2個(gè)個(gè)2p2p軌軌道發(fā)生雜化，形成道發(fā)生雜化，形成3 3個(gè)個(gè)spsp2 2雜化軌道，伸向平面正三角形雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C C原子的原子的2 2個(gè)個(gè)spsp2 2雜化軌道分別與雜化軌道分別與2 2個(gè)個(gè)H H原原子的子的1s1s軌道形成軌道形成2 2個(gè)相同的個(gè)相同的鍵，各自剩余的鍵，各自剩余的1 1個(gè)個(gè)spsp2 2雜化雜化軌道相互形成一個(gè)軌道相互形成一個(gè)鍵，各自沒有雜化的鍵，各自沒有雜化的l l個(gè)個(gè)2p2p軌道則垂軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成鍵。鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)鍵和一個(gè)鍵和一個(gè)鍵構(gòu)成。鍵構(gòu)成。雜化軌道理論簡介雜化軌道理論簡介2021-12-3127 C C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生原子在