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(共20張PPT)
第2節(jié) 共價(jià)鍵與分子的空間結(jié)構(gòu) 課時(shí)1
1.理解雜化軌道理論的主要內(nèi)容,掌握三種主要的雜化類型；
2.能用雜化軌道理論解釋或預(yù)測(cè)某些分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
甲烷分子呈正四面體形，氨分子呈三角錐形，乙烯分子呈平面結(jié)構(gòu)。這些分子為什么具有不同的空間結(jié)構(gòu)呢？分子的空間結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)帶來(lái)怎樣的影響？
甲烷
氨
乙烯
一、分子空間結(jié)構(gòu)的理論分析
交流 · 研討
交流 · 研討
萊納斯·卡爾·鮑林
↑
1s1
為什么能在CH4分子中與4個(gè)H原子的1s軌道會(huì)形成4個(gè)完全相同的σ鍵呢？
雜化軌道的理論
H
2s2
2p2
↑↓
↑
↑
C
研究證實(shí)，甲烷分子中的四個(gè)C-H鍵的鍵角均109°28'，從而形成非常規(guī)則的正四面體形結(jié)構(gòu)。
1.雜化軌道理論
外界條件下，能量相近的原子軌道混雜起來(lái)，重新組合新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化，雜化后的新軌道就稱為雜化軌道。
(1)定義：
2s
2p
↑↓
↑
↑
基態(tài)
激發(fā)
2s
2p
↑
↑
↑
↑
激發(fā)態(tài)
sp3雜化軌道
雜化
↑
↑
↑
↑
得到4個(gè)新的能量相同、方向不同的軌道
電子云重疊
形成4個(gè)σ鍵
雜化改變了原子軌道的形狀、方向。雜化使原子的成鍵能力增加。
重疊程度增大
(2)sp3雜化(甲烷分子中碳原子的雜化類型)
能量相近
重新組合
形成四個(gè)能量相同的新軌道
sp3雜化
一個(gè)2s軌道
三個(gè)2p軌道
sp3雜化軌道的夾角為109°28′，呈空間正四面體形(如CH4、CF4、CCl4)。
通常,有多少個(gè)原子軌道參加雜化,就形成多少個(gè)雜化軌道。
雜化類型 sp sp2 sp3
參與雜化的原子軌道及數(shù)目 s 1 1 1
p 1 2 3
(3)sp2雜化(乙烯分子中碳原子的雜化類型)
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
x
y
z
120°
未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。
s
p p p
未雜化軌道
sp2雜化
p
sp2
sp2雜化軌道是由1個(gè)ns軌道和2個(gè)np軌道雜化而得。sp2雜化軌道間的夾角為120°，呈平面三角形。
(4)sp雜化(乙炔分子中碳原子的雜化類型)
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
s
p p p
未雜化軌道
sp雜化
p
sp
p
sp雜化軌道是由1個(gè)ns軌道和1個(gè)np軌道雜化而得。sp雜化軌道間的夾角為180°，呈直線形。分子的空間結(jié)構(gòu)主要取決于原子軌道的雜化類型。
(5)雜化軌道的形成及其特點(diǎn)
價(jià)層電子
空軌道
雜化軌道
軌道總數(shù)不變，角度和形狀發(fā)生變化，成鍵時(shí)釋放能量較多，軌道重疊程度增大，生成的分子更穩(wěn)定。
激發(fā)
軌道重新組合
成對(duì)電子中的一個(gè)
與激發(fā)電子鄰近
能量相近、類型不同的原子軌道
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
聯(lián)想 · 質(zhì)疑
從苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式看，苯分子好像具有雙鍵，苯應(yīng)該具有乙烯的化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)并非如此，那苯分子中究竟存在怎樣的化學(xué)鍵？
(7)用雜化軌道理論解釋苯分子的結(jié)構(gòu)
苯分子中的每個(gè)碳原子均發(fā)生了sp2雜化。
C-C (sp2-sp2 ) σ鍵6個(gè);
C-H (sp2-s ) σ鍵6個(gè)
未雜化的p軌道肩并肩
形成苯分子中的大π鍵
【練一練】
1.下列關(guān)于雜化軌道的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.所有原子軌道都參與雜化
B.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化
C.雜化軌道能量集中,有利于牢固成鍵
D.軌道雜化形成的雜化軌道中不一定有1個(gè)電子
A
2.s軌道和p軌道雜化的類型不可能有(　　)
A.sp雜化 B.sp2雜化 C.sp3雜化 D.sp4雜化
3.PCl3分子的空間結(jié)構(gòu)是(　　)
A.平面三角形,鍵角小于120°
B.平面三角形,鍵角為120°
C.三角錐形,鍵角小于109°28'
D.三角錐形,鍵角為109°28'
D
C
4.有關(guān)乙炔分子中化學(xué)鍵的描述不正確的是(　　)
A.兩個(gè)碳原子采用sp雜化方式
B.兩個(gè)碳原子采用sp2雜化方式
C.每個(gè)碳原子都有兩個(gè)未參與雜化的2p軌道形成π鍵
D.兩個(gè)碳原子間形成兩個(gè)π鍵和一個(gè)σ鍵
B
5.指出下列分子中中心原子可能采用的雜化軌道類型,并預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)。
(1)BCl3　(2)CS2　(3)CF4　(4)CH3Cl　(5)BeCl2　(6)NH3
(1)中心原子B采用sp2雜化,分子是平面三角形
(2)中心原子C采用sp雜化,分子是直線形
(3)中心原子C采用sp3雜化,分子是正四面體形
(4)中心原子C采用sp3雜化,分子是四面體形
(5)中心原子Be采用sp雜化,分子是直線形
(6)中心原子N采用sp3雜化,分子是三角錐形
原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合的過(guò)程
組合后形成的一組新的能量相同的原子軌道
sp雜化
sp2雜化
sp3雜化
雜化軌道理論
軌道雜化
雜化軌道
雜化軌道類型

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