《人教高中化学选修3第章2第2节分子的立体构型 (第2课时)杂化轨道.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教高中化学选修3第章2第2节分子的立体构型 (第2课时)杂化轨道.ppt（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、分子的立体构型分子的立体构型(第第2课时课时)一、一、预习检测预习检测1、CHCH4 4价价 层层 电电 子子 对对 键键 电电 子子 对对 孤孤对对电电子子 甲甲烷烷的的VSEPRVSEPR模模型型 空空间间 形形。甲甲烷烷分分子子立立体体构构型型 及名称及名称 40正四面体正四面体正四面体正四面体2、写出碳原子的核外、写出碳原子的核外电电子排布子排布图图，思考，思考为为什么碳什么碳原子与原子与氢氢原子原子结结合形成合形成CH4，而不是，而不是CH2？二、杂化轨道理论简介二、杂化轨道理论简介1、鲍林为了解释分子的立体结构提出的。为了解、鲍林为了解释分子的立体结构提出的。为了解决甲烷分子四面体
2、构型，鲍林提出了杂化轨道理论，决甲烷分子四面体构型，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的时，碳原子的2s轨道和轨道和3个个2p轨道会发生混杂，混轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到杂时保持轨道总数不变，却得到4个相同的轨道，个相同的轨道，夹角夹角10928，称为，称为sp3杂化轨道，表示这杂化轨道，表示这4个轨道个轨道是由是由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道杂化形成的。当碳原子轨道杂化形成的。当碳原子跟跟4个氢原子结合时，碳原子以个氢原子结合时，碳原子以4个个sp3杂化轨道分杂化轨道分别与别与4个氢
3、原子的个氢原子的ls轨道重叠，形成轨道重叠，形成4个个C-H键，键，因此呈正四面体的分子构型。因此呈正四面体的分子构型。2、杂化的概念：、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的相近的原子轨道重新组合，形成一组新的 ，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫 轨道。轨道。新轨道新轨道杂化杂化如：甲烷中碳原子的杂化：如：甲烷中碳原子的杂化：3、要点：、要点：（1）原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发）原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的
4、原子是不可能发生杂化的生，而孤立的原子是不可能发生杂化的参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；如：相近能级组的轨道）；如：1s轨道与轨道与2p轨道由于能量相轨道由于能量相差较大，它是不能发生杂化的。差较大，它是不能发生杂化的。（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；的重叠；（3）需要格外注意的
5、是，杂化轨道只用于形成）需要格外注意的是，杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子的键或者用来容纳孤对电子的p轨道。（即价层电子轨道。（即价层电子对）。剩余的孤对电子可以形成对）。剩余的孤对电子可以形成键。键。三、三、杂杂化化轨轨道的道的类类型：型：1 1、(1)(1)spsp3 3杂杂化化：1 1个个s s轨轨道道和和3 3个个p p轨轨道道会会发发生生混混杂杂，得得到到4 4个个相相同同的的轨轨道道，夹夹角角1091092828，称称为为spsp3 3杂杂化化轨轨道。道。水分子中氧原子的杂化：水分子中氧原子的杂化：水分子价层电子对水分子价层电子对 键电子对键电子对 孤对孤对电子电子 水分子
6、的水分子的VSEPR模型模型 空间空间 形。水分子立体构型形。水分子立体构型 及名称及名称 422四面体四面体“V”形结构形结构氧原子的杂化过程：氧原子的杂化过程：所所以以：价价层层电电子子对对互互斥斥模模型型我我们们知知道道，H H2 20 0和和NHNH3 3的的VSEPRVSEPR模模型型跟跟甲甲烷烷分分子子一一样样，也也是是 形形的的，因因此此它它们们的的中中心心原原子子也也是是采采取取spsp3 3杂杂化化的的。所所不不同同的的是是，水水分分子子的的氧氧原原子子的的 spsp3 3杂杂化化 轨轨道道 有有 个个是是由由孤孤对对电电子子占占据据的的，而而氨氨分分子子的的氮氮原原子的子的
7、spsp3 3杂杂化化轨轨道有道有 个由孤个由孤对电对电子占据。子占据。因因此此：VSEPRVSEPR模模型型为为正正四四面面体体形形，中中心心原原子子为为 杂杂化化。而而空空间间结结构构分分别别为为空空间间正正四面体或四面体或V V型、三角型、三角锥锥型。型。四面体四面体21spsp3 3注意：凡属于注意：凡属于VESPR模型的模型的AY4的分子中心原子的分子中心原子A都采取都采取sp3 杂杂化化类类型。例如型。例如CH4、NH3、H2O等。等。其中像其中像CHCH4 4这类这类与中心原子与中心原子键键合的是同一种原子，合的是同一种原子，因此分子呈高度因此分子呈高度对对称的正四面体构型，其中
8、的称的正四面体构型，其中的4 4个个sp3sp3杂杂化化轨轨道自然没有差道自然没有差别别，这这种种杂杂化化类类型叫做等型叫做等性性杂杂化。而像化。而像NHNH3 3、H H2 2O O这类这类物物质质的中心原子的的中心原子的4 4个个sp3sp3杂杂化化轨轨道用于构建不同的道用于构建不同的键键或孤或孤对电对电子，子，这这个的个的4 4个个杂杂化化轨轨道道显显然有差然有差别别，叫做不等性，叫做不等性杂杂化，化，(2)sp(2)sp2 2杂杂化：同一个原子的一个化：同一个原子的一个 nsns 轨轨道与两个道与两个 npnp 轨轨道道进进行行杂杂化化组组合合为为 spsp2 2 杂杂化化轨轨道。道。
9、写出乙烯的电子式写出乙烯的电子式 乙烯分子价层电子乙烯分子价层电子对对 键电子对键电子对 孤对电子孤对电子 。乙烯分子的乙烯分子的VSEPR模型模型 空间空间 形。形。乙烯分子立体构型乙烯分子立体构型 及名称及名称 。330平面结构平面结构因为没有孤对电子因为没有孤对电子平面结构平面结构分析：乙烯中碳原子的轨道杂化情况？分析：乙烯中碳原子的轨道杂化情况？总总结结：凡凡属属于于VESPRVESPR模模型型的的AYAY3 3的的分分子子中中心心原原子子A A都都采取采取sp2 sp2 杂杂化化类类型。例如型。例如BFBF3 3 SO SO3 3 CO CO3 32-2-乙乙烯烯 甲甲醛醛 苯等。苯
10、等。注意：应当注意的是，杂化过程中还有未参与杂化注意：应当注意的是，杂化过程中还有未参与杂化的的p轨道，可用于形成轨道，可用于形成键，而杂化轨道只用于形键，而杂化轨道只用于形成成键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。而没键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。而没有填充电子的空轨道一般都不参与杂化。有填充电子的空轨道一般都不参与杂化。(3)sp 杂化：同一原子中杂化：同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：杂化成新轨道：一个一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。写出乙炔的电子式写出乙炔的电子式 乙炔分子价层电子乙炔分子价层电子对对
11、键电子对键电子对 孤对电子孤对电子 .乙炔分子的乙炔分子的VSEPR模型模型 空间空间 形。形。乙炔分子立体构型乙炔分子立体构型 及名称及名称 。220直线直线因为没有孤对电子因为没有孤对电子直线直线分析乙炔的杂化轨道情况分析乙炔的杂化轨道情况总总结结：凡凡属属于于VESPRVESPR模模型型的的AYAY2 2的的分分子子中中心心原原子子A A都都采取采取sp sp 杂杂化化类类型。例如型。例如COCO2 2 CS CS2 2 BeCl BeCl2 2 HCN HCN 乙炔等。乙炔等。五、五、AB m杂化类型的判断总结杂化类型的判断总结因为杂化轨道只能用于形成因为杂化轨道只能用于形成键和中心原
12、子的孤对键和中心原子的孤对电子电子 杂化轨道数杂化轨道数=中心原子的孤对电子对数中心原子的孤对电子对数+中心原中心原子结合的原子数。子结合的原子数。（数恰好与（数恰好与A的价电子对数相等）的价电子对数相等）杂化轨道数与杂化类型的关系杂化轨道数与杂化类型的关系杂化轨道数与杂化类型的关系杂化轨道数与杂化类型的关系例例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物物质质价价电电子子对对数数中心原中心原子子杂杂化化轨轨道道类类型型杂杂化化轨轨道道/电电子子对对空空间间构型构型轨轨道道夹夹角角分子空分子空间间构型构型键键角角气气态态BeC
13、l2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形正四正四面体面体180180120109.5直线形直线形直线形直线形平面三平面三角形角形正四正四面体面体V形形三角三角锥形锥形180180120109.5109.5104.5107.3107.3课堂练习课堂练习补充：补充：PCl5的杂化情况的杂化情况PCl5分子价层电子对分子价层电子对 键电子对键电子对 。孤对电子孤对电子 PCl5分子的分子的VSEPR模型模型 空间空间 形。形。PCl5分子立体构型分子立体构型 及名称及名称 。550三角双锥三角双锥三角双锥三角双锥因为没有孤对电子因为没有孤对电子课后思考：课后思考：SF6的杂化轨道及原子杂化情况。的杂化轨道及原子杂化情况。SP3d2杂化杂化