資源簡(jiǎn)介

(共20張PPT)
2.2 雜化軌道理論
σ鍵
π鍵
飽和性
方向性
：頭碰頭
：肩并肩
[復(fù)習(xí)回顧]
：成鍵數(shù) = 未成對(duì)電子數(shù)
共
價(jià)
鍵
CH4 正四面體結(jié)構(gòu)的探究
1、根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性，C應(yīng)形成幾個(gè)共價(jià)鍵？
2、形成CH4 中C原子應(yīng)該有幾個(gè)未成對(duì)的電子？
怎樣才能使C原子具有這個(gè)數(shù)目的未成對(duì)的電子？
3、CH4中的4個(gè)C—H鍵完全相同，碳原子怎樣才能有四個(gè)完全相同的用于成鍵的原子軌道？
鮑林 雜化軌道理論
[交流研討]
C的價(jià)電子軌道表示式：
2
4
一、雜化軌道理論
一、雜化軌道理論
基態(tài)碳原子
激發(fā)態(tài)
2s
2p
激發(fā)
2s
2p
雜化
4個(gè) sp3 雜化軌道
自旋方向相同
通常，有幾個(gè)原子軌道參加雜化，雜化后生成的雜化軌道的數(shù)目就有幾個(gè)。
能量相近的原子軌道重新組合形成新的能量相同的原子軌道的過(guò)程叫原子軌道的雜化，新的原子軌道叫做雜化軌道。
思維建模：基態(tài)——激發(fā)態(tài)——雜化——成鍵
一、雜化軌道理論
sp3雜化
甲烷分子中C原子的1個(gè)2s軌道與3個(gè)2p軌道發(fā)生雜化。
①形成 個(gè)sp3雜化軌道，即混雜前后軌道總數(shù) 。
②4個(gè)雜化軌道的能量完全相同，即混雜后軌道能量 ，軌道形狀 。
③雜化軌道的電子在空間互相排斥而盡可能遠(yuǎn)離，取最大夾角分布，使體系能量降到最低，最終成為 結(jié)構(gòu)。
④4個(gè)雜化軌道的夾角相等，即混雜前后軌道方向 。
4
不變
改變
改變
改變
正四面體
一、雜化軌道理論
四個(gè)sp3雜化軌道分別與四個(gè)H原子的1s軌道重疊成鍵，四個(gè)C—H是等同的。CH4分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_________。鍵角：_______。
正四面體
109.5°
一、雜化軌道理論
在外界條件影響下，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合形成新的原子軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化。
1.雜化軌道的含義
2.雜化軌道
原子軌道組合雜化后形成的一組新的原子軌道叫做雜化原子軌道，簡(jiǎn)稱雜化軌道。
雜化軌道不僅改變了原有s和p軌道的空間取向，而且使它在與其他原子的原子軌道成鍵時(shí)重疊的程度更大，形成的共價(jià)鍵更牢固。
3.雜化軌道特點(diǎn)
4.雜化軌道的類(lèi)型
sp雜化、sp2雜化、sp3雜化
美國(guó)化學(xué)家鮑林
雜化軌道用于: 容納σ鍵電子（未成對(duì)電子）和 孤對(duì)電子
一、雜化軌道理論
(1)能量相近：原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。
(2)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。
(3)成鍵能力增強(qiáng)：雜化改變?cè)熊壍赖男螤詈蜕煺狗较颍乖有纬傻墓矁r(jià)鍵更牢固。
(4)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。
雜化軌道理論四要點(diǎn)
一、雜化軌道理論
【交流·研討】氮原子的價(jià)電子排布為2s22p3，三個(gè)2p軌道中各有一個(gè)未成對(duì)電子，可分別與一個(gè)氫原子的1s電子形成一個(gè)σ鍵。如果真是如此，那么三個(gè)2p軌道相互垂直，所形成的氨分子中N—H鍵的鍵角應(yīng)約為90°。但是，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的氨分子中N—H鍵的鍵角為107.3°。試解釋其鍵角不是90°的原因。
一、雜化軌道理論
sp3雜化
氨分子(NH3)氮原子雜化的過(guò)程
基態(tài)
2s
2p
sp3雜化軌道
與3個(gè)H原子成3個(gè)σ鍵
孤對(duì)電子
σ
σ
σ
分子空間結(jié)構(gòu)：三角錐形
價(jià)層中的σ成鍵電子對(duì)與孤對(duì)電子都要占有雜化軌道,且相互排斥,其中孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子的排斥能力較強(qiáng),故偏離109°28',變成為鍵角107.3 °。
孤對(duì)電子
一、雜化軌道理論
請(qǐng)你類(lèi)比CH4和NH3的例子，用雜化軌道理論解釋H2O的空間結(jié)構(gòu)。
sp3雜化
與2個(gè)H原子成2個(gè)σ鍵
基態(tài)
2s
2p
sp3雜化軌道
孤對(duì)電子
H2O呈角形結(jié)構(gòu)。水分子的鍵角本應(yīng)109°28'，但由于有2對(duì)孤對(duì)電子的斥力,該鍵角變小, 成為104.5°。
104.5°
O
H
H
一、雜化軌道理論
閱讀課本第50-51頁(yè)，了解、分析乙烯、乙炔、苯分子的結(jié)構(gòu)，討論下列問(wèn)題：
1、確定乙烯、乙炔、苯分子的結(jié)構(gòu)式、空間構(gòu)型、鍵角。
2、分析原子在成鍵過(guò)程中的原子軌道雜化方式及成鍵類(lèi)型。
交流·討論
一、雜化軌道理論
σ
σ
σ
σ
σ
π
σ
σ
σ
σ
σ
π
乙烯分子(C2H4)中碳原子的雜化過(guò)程
激發(fā)態(tài)
2s
2p
激發(fā)
基態(tài)
2s
2p
雜化
2p
3個(gè)sp2雜化軌道
1個(gè)2p 軌道
sp2
sp2雜化軌道只能形成3個(gè)σ鍵，未參與雜化的2p軌道形成1個(gè)π鍵。
分子空間結(jié)構(gòu)：
平面形分子
sp2雜化
一、雜化軌道理論
乙炔分子(C2H2)中碳原子的雜化過(guò)程
分子空間結(jié)構(gòu)：
直線形分子
sp雜化
σ
σ
σ
π
π
SP雜化軌道只能成2個(gè)σ鍵，2p能形成2個(gè)π鍵。
激發(fā)態(tài)
2s
2p
激發(fā)
基態(tài)
2s
2p
雜化
2個(gè)sp雜化軌道
2個(gè)2p 軌道
2p
sp
π
σ
σ
σ
π
一、雜化軌道理論
苯分子(C6H6)中碳原子的雜化過(guò)程
分子空間結(jié)構(gòu)：
平面形分子
sp2雜化
σ
σ
σ
六個(gè)C原子形成一個(gè)正六邊形
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
C6H6的大π鍵
激發(fā)態(tài)
2s
2p
激發(fā)
基態(tài)
2s
2p
雜化
2p
3個(gè)sp2雜化軌道
1個(gè)2p 軌道
sp2
一、雜化軌道理論
4個(gè)雜化軌道
空間構(gòu)型？
3個(gè)雜化軌道
空間構(gòu)型？
2個(gè)雜化軌道
空間構(gòu)型？
平面三角形
直線形
[思維建模]
雜化 類(lèi)型 雜化軌道數(shù)目 鍵角 空間 構(gòu)型 圖示
3
sp2
4
sp3
2
sp
平面
三角形
120°
109.5°
正四面
體形
180°
直線形
正四面體形
一、雜化軌道理論
①飽和碳原子——sp3雜化;
②雙鍵上的碳原子——sp2雜化;
③三鍵上的碳原子——sp雜化。
雜化類(lèi)型的判斷方法
(1)由分子結(jié)構(gòu)判斷雜化類(lèi)型。
①直線形—sp雜化; ②平面形—sp2雜化; ③四面體形—sp3雜化。
(2)由電子對(duì)數(shù)判斷雜化類(lèi)型(包括孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì))
①2對(duì)——sp雜化; ②3對(duì)——sp2雜化; ③4對(duì)——sp3雜化。
(3)由碳原子的飽和程度判斷。
一、雜化軌道理論
BF3
F:2s2 2p5
B:2s2 2p1
2s
2p
2s
2p
激發(fā)
2s
2p
雜化
三個(gè)sp2雜化軌道
σ
σ
σ
中心原子
F原子的2p軌道
雜化軌道為：正三角形
分子空間構(gòu)型：平面正三角形
BF3分子的形成過(guò)程
一、雜化軌道理論
HgCl2
Cl:3s2 3p5
Hg: 6s2
激發(fā)
雜化
6s
6p
3s
3p
兩個(gè)sp雜化軌道
6s
6p
Hg
Cl
Cl
σ
σ
中心原子
雜化軌道為：直線形
分子空間構(gòu)型：直線形
HgCl2分子的形成過(guò)程
一、雜化軌道理論
【練一練】指出下列分子中中心原子可能采用的雜化軌道類(lèi)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

展開(kāi)更多......

收起↑