高中化學(xué)雜化軌道

高中化學(xué)雜化軌道第1頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2s2px2py2pz

2s2px2py2pzH原子軌道：1s碳（C）外層電子結(jié)構(gòu)：第2頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四思考：價(jià)層電子對(duì)互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個(gè)C-H的鍵長(zhǎng)、鍵能相同及H-C-H的鍵角為10928′。因?yàn)榘凑瘴覀円呀?jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C-H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，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，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。這是為什么呢？第3頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鮑林在價(jià)鍵理論基礎(chǔ)上提出了“雜化”假設(shè)，補(bǔ)充了價(jià)鍵理論的不足。第4頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四sp3CH4分子（sp3雜化）三、雜化軌道理論第5頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、基本要點(diǎn)：在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合形成一組新軌道。這種軌道重新組合的過程叫做軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。（一）、雜化軌道2、特點(diǎn)：雜化前后軌道數(shù)目不變雜化后的軌道能量相同，形狀相同（電子云一頭大，一頭?。┲髯逶氐膎s、np軌道，過渡元素ns、np、（n-1）d軌道第6頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第7頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四同一個(gè)原子的1個(gè)

ns

軌道與3個(gè)

np

軌道進(jìn)行雜化組合為4個(gè)sp3雜化軌道(含1/4原s軌道成份和3/4原p軌道成份)。

sp3雜化軌道間的夾角是：10928’，雜化軌道空間構(gòu)型：正四面體形。（二）雜化類型1、sp3雜化第8頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四C2H4(sp2雜化）第9頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）雜化類型2、sp2雜化平面正三角形120

同一原子中s軌道與p軌道雜化形成sp2雜化軌道。sp2

雜化軌道間的夾角是：雜化軌道空間構(gòu)型：1個(gè)

2個(gè)3個(gè)第10頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四+例：5B2p2p

2sSp2

sp2雜化BF3第11頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第12頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）雜化類型3、sp雜化：同一原子中s軌道與p軌道雜化形成

sp雜化軌道。sp雜化軌道夾角為：雜化軌道空間構(gòu)型：直線形180°1個(gè)1個(gè)2個(gè)第13頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2S6Csp雜化2Pspppsp雜化例：4Be

2p2p2s兩個(gè)SP雜化軌道BeCl2第14頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.sp3d雜化：由中心原子的一個(gè)s

軌道、三個(gè)

p軌道和一個(gè)d軌道雜化組合成五個(gè)新的sp3d

雜化軌道。雜化軌道夾角：90°、

120°雜化軌道空間構(gòu)型：三角雙錐如：PCl5中的磷原子第15頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5.sp3d2雜化：由中心原子的一個(gè)s

軌道、三個(gè)

p軌道和兩個(gè)d軌道雜化組合成六個(gè)新的sp3d2

雜化軌道。雜化軌道夾角：90°雜化軌道空間構(gòu)型：正八面體2、雜化軌道的類型如：SF6中的硫原子第16頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四雜化類型參加雜化的軌道雜化軌道數(shù)分子空間構(gòu)型實(shí)例價(jià)層電子對(duì)數(shù)s+ps+(2)ps+(3)p243四面體234spsp2sp3小結(jié)：雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道間的夾角直線形平面三角形三角錐V型109.5°'

第17頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、雜化軌道類型與分子構(gòu)型的判斷⑵雜化軌道類型與分子構(gòu)型的判斷⑴計(jì)算中心原子價(jià)電子對(duì)★雜化軌道數(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)=價(jià)電子對(duì)數(shù)第18頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四結(jié)合上述信息完成下表：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未成鍵孤對(duì)電子0+2=2SP直線形0平面三角形0+3=3SP200+4=4SP3正四面體形0平面形0+3=3SP2000+2=2SP直線形1+3=4SP3三角錐形1V形2+2=4SP32化學(xué)式雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4C2H4中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)C2H2NH3H2O★雜化軌道數(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)=中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)第19頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四含C元素的化合物通過看中心原子C有沒有形成雙鍵或三鍵來判斷中心原子的雜化類型。規(guī)律：如果有1個(gè)三鍵或兩個(gè)雙鍵，則其中有2個(gè)π鍵，用去2個(gè)P軌道，形成的是SP雜化；

如：CO2C2H2HCN

如果有1個(gè)雙鍵和2個(gè)單鍵則其中必有1個(gè)π鍵，用去1個(gè)P軌道，形成的是SP2雜化；

如：C2H4CH2O

如果有4個(gè)單鍵，則形成SP3雜化。

如:CH4C2H6第20頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四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第21頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C原子的2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道形成2個(gè)相同的σ鍵，各自剩余的1個(gè)sp2雜化軌道相互形成一個(gè)σ鍵，各自沒有雜化的l個(gè)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(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成。第22頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生sp雜化，兩個(gè)碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個(gè)sp雜化軌道相互形成1個(gè)σ鍵，兩個(gè)碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。第23頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四練習(xí)：用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。（1）CO2（2）H2O（3）HCHO（4）HCN（5）SO3第24頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四練習(xí)：1.下列分子中中心原子的雜化軌道類型與其他三個(gè)都不一樣的是（）

A.HCNB.CO2C.BeCl2D.PCl32、用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結(jié)構(gòu)，下列說法不正確的是（）A、C原子的四個(gè)雜化軌道的能量一樣B、C原子的sp3雜化軌道之間夾角一樣C、C原子的4個(gè)價(jià)電子分別占據(jù)4個(gè)sp3雜化軌道D、C原子有1個(gè)sp3雜化軌道由孤對(duì)電子占據(jù)DD第25頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、根據(jù)雜化軌道理論，請(qǐng)預(yù)測(cè)下列分子或離子的幾何構(gòu)型：CO2

、CO32-

、H2S、PH3

4、乙炔分子中4個(gè)原子位于一條直線上，對(duì)其結(jié)構(gòu)分子如下：（1）分子中的兩個(gè)碳原子都發(fā)生了

雜化，所得雜化軌道在空間位