人教版選擇性必修2網科學【備課無憂】2021-2022學年高二化學同步優質課件人教版選擇性必修2網科學雜化軌道理論簡介第二章分子結構與性質第二節分子的空間結構學習目標1.通過認識分子結構以及雜化軌道理論,分析雜化類型與分子空間結構的關系,培養宏觀辨識與微觀探析的核心素養。2.結合實例了解共價分子具有特定的空間結構,并可運用雜化軌道理論進行解釋,培養證據推理與模型認知的核心素養。1.知道雜化軌道理論的基本內容.2.能根據雜化軌道理論確定簡單分子的空間結構.雜化軌道理論簡介

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合形成CH4，而不是CH2？按照我們已經學過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應該是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型的甲烷分子如何解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論C1s22s22p2H1s1H1s1H1s1H1s1原子軌道重疊CH4不可能得到正四面體形雜化軌道理論用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成sp3CH4分子（sp3雜化）對雜化過程的理解

雜化理論軌道簡介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雜化軌道數等于參與雜化的原子軌道數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雜化軌道用于構建分子的σ軌道和孤電子對軌道1.概念：2.要點：雜化前后原子軌道在空間取最大夾角分布，能使相互間排斥力最小。3.雜化的條件：(1).只有在形成化學鍵時才能雜化(2).只有能量相近的軌道間才能雜化4.雜化類型及分子的空間構型xyzxyzzxyzxyz109°28′1.sp3雜化

由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為sp3雜化軌道。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個雜化軌道的伸展方向成什么立體構型?

四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構成一個正四面體形的分子。109°28’1.sp3雜化

價層電子對互斥模型H2O和NH3的VSEPR模型與CH4一樣，四面體形H2O和NH3的中心原子采取sp3的雜化2個雜化軌道被σ電子對占據2個雜化軌道被孤電子對占據3個雜化軌道被σ電子對占據1個雜化軌道被孤電子對占據雜化軌道用于構建分子的σ軌道和孤電子對軌道2.sp2雜化

xyzxyzzxyzxyz120°

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，互成120o,呈平面三角形.SO2BF3spppsp2120°FFFBB：1s22s22p1沒有3個單電子sp2sp2雜化例如：Sp2

雜化——BF3分子的形成C2s2基態原子：H1s1激發態原子：C2p32s1雜化后：HHHH2p2CH2=CH23.sp雜化

xyzxyzzxyzxyz180°spppsp

一個s軌道與一個p軌道雜化后，得兩個sp雜化軌道，雜化軌道之間的夾角為180度。CO2

BeCl2180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個電子，spsp雜化ClClsppxpxC2p22s2基態原子：H1s1激發態原子：C2p32s1雜化后：CHCH未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵點撥：sp、sp2兩種雜化形式中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵，而雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。5.雜化類型判斷：A的價電子對數234A的雜化軌道數雜化類型A的價電子空間構型（VSEPR模型）A的雜化軌道空間構型ABm型分子或離子空間構型對于ABm型分子或離子，其中心原子A的雜化軌道數恰好與A的價電子對數相等。234spsp2sp3直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形或V形正四面體三角錐形或V形雜化軌道數=中心原子孤對電子對數＋中心原子結合的原子數雜化軌道理論解釋微粒的立體構型=中心原子的價層電子對數代表物雜化軌道數雜化軌道類型VSEPR模型名稱分子的立體構型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O0+2=2sp直線形0+3=3sp2平面三角形0+4=4sp3正四面體形1+2=3sp2V形1+3=4sp3三角錐形2+2=4sp3V形直線形平面三角形正四面體形平面三角形四面體形四面體形本節小結價電子對數中心原子的雜化軌道類型VSEPR模型名稱孤電子對數分子的空間構型實例2sp直線形0直線形BeCl2、CO23sp2平面三角形

0V形SO23sp21平面三角形SO34sp3正四面體形

0V形H2O4sp31三角錐形NH34sp32正四面體形CH4、CCl4判斷分子或離子中心原子的雜化類型的一般方法：對于主族元素來說，中心原子的雜化軌道數=價層電子數=σ鍵電子對數（中心原子結合的電子數）+孤電子對數規律：當中心原子的價層電子對數為4時，其雜化類型為sp3雜化，當中心原子的價層電子對數為3時，其雜化類型為sp2雜化，當中心原子的價層電子對數為2時，其雜化類型為sp雜化。通過看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵來判斷中心原子的雜化類型。規律：如果有1個三鍵或兩個雙鍵，則其中有2個π鍵，用去2個p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中必有1個π鍵，用去1個P軌道，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成sp3雜化。①價電子對之間的夾角越小,排斥力越小。(

)②NH3分子的VSEPR模型與分子空間結構不一致。(

)③五原子分子的空間結構都是正四面體形。(

)④雜化軌道與參與雜化的原子軌道的數目相同,但能量不同。(

)⑤凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子,其空間結構都是正四面體形。(

)⑥凡AB3型的共價化合物,其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵。(

)1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)√√××××2．根據價層電子對互斥模型及原子雜化軌道理論判斷NF3分子的空間結構和中心原子的雜化方式為(

)A.直線形sp雜化B.平面三角形sp2雜化C.三角錐形sp2雜化D.三角錐形sp3雜化解析:判斷分子的雜化方式要根據中心原子的孤電子對數以及與中心原子相連的原子個數。在NF3分子中N原子的孤電子對數為1,與其相連的原子數為3,根據原子雜化軌道理論可推知中心原子的雜化方式為sp3雜化,NF3分子的空間結構為三角錐形,類似于NH3。D3.在BrCH=CHBr分子中,C—Br鍵采用的成鍵軌道是(

)A.sp-p B.sp2-sC.sp2-p D.sp3-p解析:分子中的兩個碳原子都是采取sp2雜化,溴原子的價電子排布式為4s24p5,4p軌道上的一個未成對電子與碳原子的一個sp2雜化軌道成鍵。C4.指出下列原子的雜化軌道類型、分子的結構式及空間結構。(1)CS2分子中的C為

雜化,分子的結構式為

,空間結構為

;

(2)CH2O中的C為

雜化,分子的結構式為

,空間結構為

;

(3)CCl4分子中的C為

雜化,分子的結構式為

,空間結構為

;

(4)H2S分子中的S為

雜化,分子的結構式為

,空間結構為

。

解析:軌道雜化所用原子軌道的能量相近,且雜化軌道只能用于形成σ鍵,未參與雜化的p軌道還可以形成π鍵。雜化軌道