1、第2课时 杂化轨道理论,第二章 第二节 分子的立体构型,目标定位 知道杂化轨道理论的基本内容，能根据杂化轨道理论确定简单分子的立体构型。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,一、杂化轨道理论,1.杂化轨道及其理论要点 (1)阅读教材内容，并讨论甲烷分子中四个CH键的键能、键长，为什么都完全相同？,答案 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个CH键是等同的。可表示为,(2)由以上分析可知 在外界条件影响下，原子内部能量
2、 的原子轨道_的过程叫做原子轨道的杂化， 的新的原子轨道，叫做_ _，简称 。 轨道杂化的过程： 。 (3)杂化轨道理论要点 原子在成键时，同一原子中 的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 参与杂化的原子轨道数 形成的杂化轨道数。 杂化改变了原子轨道的 、 。杂化使原子的成键能力 。,相近,重新组合形成一组新,轨道,重新组合后,杂化,原子轨道,杂化轨道,激发杂化轨道重叠,能量相近,等于,形状,方向,增加,2.杂化轨道类型和立体构型 (1)sp杂化BeCl2分子的形成 BeCl2分子的形成,杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个键，构成直线形的BeCl2分子。,sp杂化：s
3、p杂化轨道是由 轨道和 轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为 ，呈 形(如BeCl2)。 sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成键，如乙炔分子中的CC键的形成。,一个ns,一个np,180,直线,(2)sp2杂化BF3分子的形成 BF3分子的形成,sp2杂化：sp2杂化轨道是由 轨道和 轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角为 ，呈 形(如BF3)。 sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成键，如乙烯分子中的C=C键的形成。,一个ns,两个np,120,平面三角,sp3杂化：sp3杂化轨道是由 轨道和 轨道杂化而得。sp3杂化轨道的夹角为 ，呈空间 形(如CH4、CF4、CC
4、l4)。,(3)sp3杂化CH4分子的形成 CH4分子的立体构型,一个ns,三个np,10928,正四面体,杂化类型与分子的立体构型,1.有关杂化轨道的说法不正确的是 A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变 B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为10928、120、180 C.四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释 D.杂化轨道全部参与形成化学键,答案,解析,解析 杂化轨道用于形成键和容纳孤电子对。,解析 sp2杂化轨道形成夹角为120的平面三角形， BF3为平面三角形且BF键夹角为120； C2H4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成键；同相似；
5、乙炔中的碳原子为sp杂化； NH3中的氮原子为sp3杂化； CH4中的碳原子为sp3杂化。,2.下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是,BF3 CH2=CH2 CHCH NH3 CH4,A. B. C. D.,答案,解析,二、杂化类型及分子构型的判断,1.杂化类型的判断方法 杂化轨道只能用于形成键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个键，故有下列关系： 杂化轨道数 中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。,中心原子孤电子对数,2.杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型 VSEPR模型和杂化轨道的立体构型是一致的，略去VSEPR模型中的孤电子对，就是分子(或离子)的立体构
6、型。,杂化类型的判断方法 (1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路： 价层电子对 杂化轨道数 杂化类型 杂化轨道构型。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为10928，则中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则中心原子发生sp杂化。 (3)有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。,3.计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心原子的杂化轨道类型，写出VSEPR模型名称。 (1)CS2_、_、_。 (2)N
7、H _、_、_。 (3)H2O_、_、_。 (4)PCl3_、_、_。 (5)BCl3_、_、_。,答案,.,.,.,.,.,2,4,4,4,3,sp,直线形,sp3,正四面体形,sp3,四面体形,sp3,四面体形,sp2,平面三角形,_，采取sp3杂化的分子是_。,4.碳原子有4个价电子，在有机化合物中价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛分子中，碳原子采取sp杂化的分子是(写结构简式，下同)_，采取sp2杂化的分子是,答案,解析,CHCH,CH2=CH2、 、HCHO,CH3CH3,解析 采取sp杂化的分子呈直线形，采取sp2杂化的呈平面形，采取sp3杂化的呈
8、四面体形。,学习小结,达标检测,1.下列关于原子轨道的说法正确的是 A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体 B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道 D.凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 中心原子采取sp3杂化，轨道形状是正四面体，但如果中心原子还有孤电子对，分子的立体构型则不是正四面体； CH4分子中的sp3杂化轨道是C原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂
9、化而成的； AB3型的共价化合物，A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化。,1,2,3,4,5,6,2.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子4个价电子分占在4个sp3杂化轨道上，且自旋状态相同。,6,3.原子轨道的杂化不但出现在分子中，原子团中同样存在原子轨道的杂化。在 中S原子的杂化方式为 A.sp B.sp2 C.sp3 D.无法判断,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 在 中S原子的孤电子对数为0，与其相连的原子数为4，所以根据杂化轨道理论可推知中心原子S的杂化方式为sp3杂化，立
10、体构型为正四面体形，类似于CH4。,6,4.在SO2分子中，分子的立体构型为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角 A.等于120 B.大于120 C.小于120 D.等于180,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120。,6,5.在 分子中，羰基碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为 A.sp2杂化；sp2杂化 B.sp3杂化；sp3杂化 C.sp2杂化；sp3杂化 D.sp杂化；sp3杂化,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 羰基上的碳原子共形成3个键，为sp2杂化，两侧甲基中的碳原子共形成4个键，为sp3杂化。,6,6. 中，中心原子Cl都是以sp3杂化轨道方式与O原子成键，则ClO的立体构型是_； 的立体构型是_； 的立体构型是_； 的立体构型是_。,1,2,3,4,5,答案,解析,直线形,V形,三角锥形,正四面体形,解析 ClO的组成决定其立体构型为直线形。其他 3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化，那么从离子的组成上看其立体构型依次类似于H2O、NH3、CH4(或 )。,6,本课结束,
