雜化軌道理論簡介-高二化學課件(人教版2019選擇性必修二)

結合實例了解雜化軌道理論的要點和類型(sp3、sp2、sp)，能運用雜化軌道理論解釋簡單共價分子和離子的空間結構。2.2.3雜化軌道理論簡介教學目標教學重點教學難點運用雜化軌道理論解釋分子的空間結構。運用雜化軌道理論解釋含有孤電子對的分子的空間結構。

寫出碳原子和H原子的軌道表示式，并思考下列問題：①為什么碳原子與氫原子結合形成CH4，而不是CH2？②為什么形成的CH4是正四面體形？C原子的軌道表示式1s2s2pH原子的軌道表示式

1s【問題引入】為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論。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。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?(1)原子軌道的雜化：原子形成分子的過程中，中心原子若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化(2)雜化軌道：所形成的新軌道就稱為雜化軌道1.概念一、雜化理論軌道簡介2.雜化的條件：(1)只有在形成化學鍵時才能雜化(2)只有能量相近的軌道間才能雜化例1.如何確定BF3和H3O+的中心原子的雜化軌道類型？第一步計算中心原子孤電子對數(shù)：BF3H3O+第二步計算價層電子對數(shù)：3+0＝33+1＝4第四步確定雜化軌道類型：sp2sp3343.雜化軌道類型的確定第三步確定雜軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)=中心原子的價層電子對數(shù)=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結合的原子數(shù)化學式H2ONH2-CO2CHCl3COCl2PCl3σ鍵電子對孤電子對雜化類型練習1.推測下列微粒中心原子的雜化類型：222220403031sp3sp3spsp3sp2sp3【歸納與拓展】雜化軌道類型的判斷：①中心原子的雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)當中心原子的價層電子對數(shù)為2時，其雜化類型為

雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為3時，其雜化類型為

雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為4時，其雜化類型為

雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為5時，其雜化類型為

雜化(PCl5)。sp3sp2spsp3d②含碳化合物中碳原子的雜化類型判斷a.如果碳原子形成1個三鍵或兩個雙鍵，則其中有2個π鍵，用去2個p軌道，形成的是sp雜化，如CO2、HC≡CH等；b.如果碳原子形成1個雙鍵則其中必有1個π鍵，用去1個p軌道，形成的是sp2雜化，如HCHO、CH2=CH2等；c.如果全部是單鍵（即碳原子飽和），則形成sp3雜化，如CH4、CH3OH等。練習2.推測下列有機物中碳的雜化類型：(1)CH3CH2CH3(2)CH3CH=CH2(3)CH≡CCH=CH2sp3sp3sp3sp3sp2sp2spspsp2sp2(4)C6H6sp2代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型VSEPR模型名稱分子的立體構型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O0+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形直線形

平面三角形正四面體形平面三角形四面體形四面體形4.雜化軌道類型及分子的空間結構

例2.按照下列表格要求填空:σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)

價層電子互斥理論雜化軌道類型分子空間結構略去孤電子對

得到解釋雜化軌道理論VSEPR模型【方法總結】1.雜化軌道理論與價層電子互斥理論的聯(lián)系:價電子對數(shù)中心原子的雜化軌道類型VSEPR模型名稱孤電子對數(shù)分子的空間構型實例2sp直線形0直線形BeCl2、CO23sp2平面三角形

0V形SO23sp21平面三角形SO34sp3正四面體形

0V形H2O4sp31三角錐形NH34sp32正四面體形CH4、CCl4【知識總結】2.雜化軌道類型與分子的空間結構的關系:xyzxyzxyzxyz109°28′5.雜化軌道的形成和特征(1)sp3雜化①sp3雜化的形成②sp3雜化軌道特征：a.1個ns軌道與3個np軌道進行的雜化,形成4個sp3雜化軌道。b.每個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。c.每兩個軌道間的夾角為109o28′，空間構型為正四面體形。練習3.用雜化軌道理論分析NH3和H2O的成鍵情況和空間結構。注：雜化軌道只用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。2s2psp3雜化sp3NNH3H2Osp3雜化sp32p2sONH3分子中氮原子的4個sp3雜化軌道1個被孤電子對占據(jù)，3個與氫原子的1s軌道重疊，形成3個C-Hs-sp3σ鍵。H2O分子中氧原子的4個sp3雜化軌道2個被孤電子對占據(jù)，2個與氫原子的1s軌道重疊，形成2個C-Hs-sp3σ鍵。因此NH3和H2O的空間結構分別是三角錐形、V形。(2)sp2雜化xyzxyzxyzxyz120°①sp2雜化的形成b.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。②sp2雜化軌道特征：a.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。c.每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形。d.3個sp2雜化軌道用于形成σ鍵，未參與雜化的p軌道用于形成π鍵。練習4.用雜化軌道理論分析CH2=CH2和BF3的的成鍵情況和空間結構?！?s2p↑↑↑↑sp2sp2雜化↑↑↓2s2p↑↑↑sp2sp2雜化120°CH2=CH2BF3BCCH2=CH2分子中碳原子的3個sp2雜化軌道有一個相互重疊形成sp2-sp2σ鍵，另外2個雜化軌道與氫原子1s軌道重疊形成兩個s-sp2σ鍵，未參與雜化的2P軌道相互重疊形成π鍵。BF3分子中硼原子的3個sp2雜化軌道與氟原子p軌道重疊形成三個p-sp2σ鍵因此CH2=CH2和BF3的空間結構均為平面三角形

。(3)sp雜化xyzxyzzxyzxyz180°①sp雜化的形成b.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。a.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。②sp雜化軌道特征：c.兩個軌道間的夾角為180°，呈直線型。d.2個sp雜化軌道用于形成σ鍵，未參與雜化的2個p軌道用于形成2個π鍵。練習5.用雜化軌道理論分析CH≡CH和BeCl2的的成鍵情況和空間結構。CH≡CH分子中碳原子的2個sp雜化軌道有1個相互重疊形成sp-spσ鍵，另外1個雜化軌道與氫原子1s軌道重疊形成1個s-spσ鍵，未參與雜化的2個2P軌道相互重疊形成2個π鍵。CH≡CHBeCl2↑↓2s2psp雜化↑↑spBe↑↑↑↓2s2psp雜化↑↑sp↑↑CBeCl2分子中鈹原子的2個sp雜化軌道與氯原子p軌道重疊形成2個sp-pσ鍵因此CH≡CH和BeCl2的空間結構均為直線形

。(1)參與雜化的各原子軌道能量要相近(2)雜化軌道數(shù)等于參與雜化的原子軌道數(shù)，雜化前后軌道數(shù)不變(5)雜化軌道用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對,未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵。(3)雜化后原子軌道的伸展方向、形狀發(fā)生變化,，雜化軌道的能量、形狀都相同,遵循雜化軌道間斥力最小原理。(4)雜化軌道的電子云一頭大，一頭小，成鍵時利用大的一頭，可以使軌道重疊程度更大，從而形成穩(wěn)定的化學鍵。6.雜化規(guī)律：【本節(jié)小結】1、根據(jù)價層電子對互斥模型及原子雜化軌道理論判斷NF3分子的空間結構和中心原子的雜化方式為(

)A.直線形sp雜