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雜化軌道理論簡介
冊 別：選擇性必修2
學(xué) 科：高中化學(xué)（人教版）
甲烷分子呈正四面體形，4個C—H的鍵長相等，H—C—H鍵角均為109°28′
碳原子電子排布式：
根據(jù)價鍵理論，甲烷的4個C — H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p 軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷分子。
鮑林提出了雜化軌道理論
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個雜化軌道向正四面體的四個頂點延伸。
甲烷分子中碳原子的1個2s軌道與3個2p軌道形成4個sp3雜化軌道，各指向正四面體的4個頂角，夾角為109°28′，稱為 sp3雜化軌道
雜化軌道理論要點
（1）中心原子
（2）外界條件：只有在形成化學(xué)鍵時才能雜化
（3）能量相近：只有能量相近的軌道間才能雜化
變：軌道的成分、能量、形狀、方向
不變：原子軌道的數(shù)目
變與不變：
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
在學(xué)習(xí)價層電子互斥模型時，知道H2O和NH3分子的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sp3雜化
N原子的3個sp3雜化軌道各有1個未成對電子與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N—Hσ鍵，另1個雜化軌道中占有孤電子對，不形成共價鍵，該孤電子對的排斥作用，使3個N—H鍵鍵角變小，成為三角錐形的空間結(jié)構(gòu)
氨的VSEPR模型也是四面體形，N原子價層原子軌道是如何雜化的？
水的VSEPR模型也是四面體形，O原子價層原子軌道是如何雜化的？
其中2個雜化軌道中各有1個未成對電子，將與H原子的1s軌道形成O-H共價鍵，另2個雜化軌道中各有一個孤電子對,不形成共價鍵，這兩個孤電子對的排斥作用，使2個O—H鍵的鍵角變小,成為V形的空間結(jié)構(gòu)。
小結(jié)：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鍵或者用于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
常見的雜化類型：sp、sp2、sp3
sp雜化
sp雜化：以氯化鈹為例
180°
Cl
Cl
Be
Cl
Cl
sp
px
px
sp
sp雜化
Be原子：1s22s2 沒有單個電子，
sp2雜化
sp2雜化：以BF3為例
B： 1s22s22p1 沒有3個單電子
sp2
sp2雜化
120°
F
F
F
B
中心原子的雜化軌道類型 VSEPR模型名稱 分子的空間構(gòu)型 實例
sp 直線形 直線形 BeCl2、CO2
sp2 平面三角形 V形 SO2
sp2 平面三角形 SO3
sp3 正四面體形 V形 H2O
sp3 三角錐形 NH3
sp3 正四面體形 CH4
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(gòu)建分子的σ軌道和孤電子對軌道
課堂小結(jié)
同學(xué)們，再見

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