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(共23張PPT)
人教版2019高中化學(xué)選擇性必修2
第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第二節(jié) 分子的空間結(jié)構(gòu)
第2課時 雜化軌道理論
【課程目標(biāo)】
1.了解雜化軌道理論的基本內(nèi)容。
2.在理解雜化軌道理論的基礎(chǔ)上，對分子的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋和預(yù)測。
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CH4，而不是CH2 ？
【思考交流】
C
1s22s22p2
H
1s1
H
1s1
H
1s1
H
1s1
原子軌道重疊
CH4不可能得到正四面體形
【釋疑解惑】
甲烷分子中C原子的1個2s軌道與3個2p軌道形成4個相同的sp3雜化軌道，夾角109°28′
甲烷分子中碳原子的4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個C-Hσ鍵，呈正四面體形。
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(qiáng)
④雜化軌道用于構(gòu)建分子的σ軌道和孤電子對軌道
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
中心原子 外界條件 能量相近的軌道
雜化軌道理論要點(diǎn)
雜化前后的變與不變
變：軌道的成分、能量、形狀、方向
不變：原子軌道的數(shù)目
軌道成鍵時更有利于軌道間的重疊
滿足最小排斥，最大夾角分布
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
一個s軌道與三個p軌道雜化后，得四個sp3雜化軌道，它們的能量相同、方向不同，各指向四面體的四個頂角。相互的鍵角θ=109 28′
　例如：CH4,CCl4
1.sp3雜化
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
在學(xué)習(xí)價層電子對互斥模型時，知道NH3和H2O的VSEPR模型跟CH4一樣也是四面體形，因此它們的中心原子也是采取了sp3雜化。
109°28′
107°
105°
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
NH3 空間結(jié)構(gòu)：三角錐形
鍵角：107o
氮原子的3個sp3雜化軌道與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N-Hσ鍵，其中1個sp3雜化軌道中占有孤電子對。
sp3雜化
2s
2p
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
請模仿NH3的中心原子N的雜化和成鍵過程，嘗試用雜化軌道理論來解釋H2O的空間結(jié)構(gòu)。
105°
【學(xué)生活動】
H2O 空間結(jié)構(gòu)：V形
鍵角為：105o
sp3雜化
2s
2p
105°
109°28′
sp2雜化軌道——BF3分子的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
sp2雜化后，未參與雜化的一個np軌道可以用于形成π鍵，如乙烯分子碳碳雙鍵的形成。
2.sp2雜化
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
一個s軌道與兩個p軌道雜化，得三個sp2雜化軌道，三個雜化軌道在空間分布是在同一平面上，呈平面三角形，互成120 例如：SO2 BF3
sp2雜化軌道——BF3分子的形成
B原子基態(tài)電子排布軌道表示式
2.sp2雜化
未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵
CH2=CH2
2.sp2雜化
sp雜化軌道——BeCl2分子的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
sp雜化軌道是由一個ns軌道和一個np軌道雜化而得。sp雜化軌道間的夾角為180°，呈直線形(如BeCl2)。
3.sp雜化
【任務(wù)一：雜化軌道理論】
sp雜化后，未參與雜化的兩個np軌道可以用于形成π鍵，如乙炔分子中的C≡C鍵的形成。
sp雜化軌道——BeCl2分子的形成
Be原子基態(tài)電子排布軌道表示式
3.sp雜化
未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵
CH CH
3.sp雜化
中心原子的雜化類型與VSEPR模型的關(guān)系。
雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。
雜化軌道數(shù) ＝ 價層電子對數(shù)
＝ 中心原子孤電子對數(shù)+中心原子σ鍵電子對數(shù)
形成π鍵的電子只能位于未雜化的原子軌道上。
【歸納小結(jié)】
價層電子對數(shù) 中心原子的 雜化軌道類型 VSEPR
理想模型
2 sp 直線形
3 sp2 平面三角形
4 sp3 四面體形
VSEPR模型—預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)
雜化軌道理論—解釋分子的空間結(jié)構(gòu)
【歸納小結(jié)】
價電子對數(shù) VSEPR模型 VSEPR模型名稱 雜化軌道數(shù) 中心原子的雜化軌道類型 分子的空間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
BeCl2、CO2
SO2
H2O
SO3
NH3
CH4、CCl4
直線形
平面三角形
四面體形
平面三角形
四面體形
正四面體形
sp
sp2
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型的關(guān)系
sp3
直線形
V形
V形
平面三角形
三角錐形
正四面體形
2
3
4
3
4
4
2
3
4
3
4
4
【歸納小結(jié)】
B
【課堂練習(xí)】
【拓展延伸】
【拓展延伸】

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