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第二章
第二節(jié) 分子的空間結構
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第3課時
雜化軌道理論簡介
新課引入
請畫出C原子的外圍電子排布圖，思考 C與H為什么沒有形成CH2而形成CH4且為正四面體分子
新課引入
萊納斯·卡爾·鮑林
為了解決這一矛盾，1931年由鮑林等人在價鍵理論的基礎上提出雜化軌道理論，它實質上仍屬于現(xiàn)代價鍵理論，但是它在成鍵能力、分子的空間構型等方面豐富和發(fā)展了現(xiàn)代價鍵理論。
sp3
C原子基態(tài)原子
電子排布圖
109°28′
用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成
　 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正四面體的立體構型
sp3
課堂小結
1.預測分子的空間結構方法：
σ鍵電子對數(shù)
孤電子對數(shù)
價層電子對數(shù)
VSEPR模型
空間結構
2.比較鍵角的大小：
①根據(jù)VSEPR模型，直線型鍵角>平面三角形>四面體形
②結構相同，隨著孤電子對數(shù)目的增多，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力增大，鍵角減小。
3.價層電子對互斥模型不能用于預測以過渡金屬為中心原子的分子
價層電子對互斥模型(VSEPR模型)
略去孤電子對
外界條件下，能量相近的原子軌道混雜起來，重新組合新軌道的過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.含義
對雜化過程的理解
雜化軌道理論簡介
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（同一能級組或相近能級）
3.雜化軌道理論四要點
能量相近
數(shù)目不變
形成的雜化軌道數(shù)與參與雜化的原子軌道數(shù)相等且雜化軌道的能量相同。
(變：軌道的成分、能量、形狀、方向，使原子的成鍵能力增加)
雜化軌道在角度分布上比單純的s或p軌道在某一方向上更集中，成鍵時根據(jù)最大重疊原理，重疊程度越大，形成的共價鍵越牢固。
原子在成鍵時，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。
成鍵能力增強
雜化改變原有軌道的形狀和伸展方向，使原子形成的共價鍵更牢固。
排斥力最小
雜化軌道為使相互間的排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同但形狀完全相同。
雜化軌道理論簡介
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
(1) sp3雜化
雜化軌道理論簡介
4.雜化軌道類型
每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/4 s 軌道和 3/4 p 軌道的成分，每兩個軌道間的夾角為109°28′，空間構型為正四面體形,如CH4、CCl4等
價層電子對互斥模型
H2O和NH3的VSEPR模型與CH4一樣，四面體形
H2O和NH3的中心原子采取sp3的雜化
2個雜化軌道被σ電子對占據(jù)
2個雜化軌道被孤電子對占據(jù)
3個雜化軌道被σ電子對占據(jù)
1個雜化軌道被孤電子對占據(jù)
雜化軌道用于構建分子的σ軌道和孤電子對軌道
雜化軌道理論簡介
(1) sp3雜化
4.雜化軌道類型
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
s
p
p
p
sp2
雜化軌道理論簡介
(2) sp2雜化
4.雜化軌道類型
每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有 1/3 s 軌道和 2/3 p 軌道的成分每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形 如SO2 BF3
未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵
CH2=CH2
雜化軌道理論簡介
(2) sp2雜化
4.雜化軌道類型
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
s
p
p
p
sp
雜化軌道理論簡介
(3) sp雜化
4.雜化軌道類型
sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2 s 軌道和1/2 p 軌道的成分兩個軌道間的夾角為180°，呈直線形。
未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵
CH CH
雜化軌道理論簡介
(3) sp雜化
4.雜化軌道類型
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
CO2
CH2O
CH4
SO2
NH3
H2O
0+2=2
sp
直線形
0+3=3
sp2
平面三角形
0+4=4
sp3
正四面體形
1+2=3
sp2
V形
1+3=4
sp3
三角錐形
2+2=4
sp3
V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
雜化軌道理論簡介
5.雜化軌道與分子空間結構的關系
★★雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)
= σ鍵電子對+孤電子對
課堂練習
1.(2022·湖南師大附中高二期末)下列分子或離子的中心原子為sp3雜化，且雜化軌道容納了1個孤電子對的是
A.CH4、NH3 B.BBr3、
C.SO2、BeCl2 D.PCl3、H3O＋
√
CH4中碳原子為sp3雜化但不含孤電子對，故A錯誤；
BBr3中B原子為sp2雜化且不含孤電子對，故B錯誤；
SO2中S原子為sp2雜化，含有1個孤電子對，BeCl2中Be原子為sp雜化且不含孤電子對，故C錯誤。
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
預測
解釋
雜
化
軌
道
理
論
小結：
VSEPR模型
原子軌道雜化
雜化軌道
在外界條件影響下，中心原子能量相近的原子軌道發(fā)生混雜，重新組合成一組新的軌道的過程。
原子軌道雜化后形成的一組新的原子軌道，叫做雜化軌道。
①雜化軌道數(shù)等于參與雜化的原子軌道數(shù)
②雜化改變了原子軌道的形狀和方向
③雜化使原子的成鍵能力增強
④雜化軌道用于構建分子的σ軌道和孤電子對軌道
雜化軌道理論要點
雜化軌道類型
sp3雜化、sp2雜化、sp雜化……
課堂小結
課堂練習
1.下列分子的空間結構可用sp2雜化軌道來解釋的是
①BF3　②CH2==CH2　③　 ④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4
A.①②③ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③⑤⑥
√
課堂練習
2.下列中心原子的雜化軌道類型和分子空間結構不正確的是
A.PCl3中P原子為sp3雜化，三角錐形
B. 中N原子為sp3雜化，正四面體形
C.H2S中S原子為sp雜化，直線形
D.SO2中S原子為sp2雜化，V形
√
課堂練習
3.已知某XY2分子屬于V形分子，下列說法正確的是
A.X原子一定是sp2雜化
B.X原子一定為sp3雜化
C.X原子上一定存在孤電子對
D.VSEPR模型一定是平面三角形
√

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