当前位置：文档之家 › 杂化轨道理论_(公开课)

杂化轨道理论_(公开课)

  • 格式：ppt
  • 大小：2.69 MB
  • 文档页数：35

下载文档原格式

  / 35

合集下载

杂化轨道理论公开课课堂

杂化轨道理论公开课课堂

减小，呈现周期性变化。
电离能
气态基态原子失去一个电子转化为 气态基态正离子所需要的最低能量 。电离能随原子序数的递增而增大 ，也呈现周期性变化。
电负性
元素的原子在化合物中吸引电子能 力的标度。电负性越大，表示该元 素在化合物中吸引电子的能力越强 。
03
分子结构与性质
共价键与分子形状
01
02
03
共价键的形成
非极性分子
分子中正、负电荷中心重 合，形成非极性分子。
分子间作用力及氢键
分子间作用力
存在于分子之间的相互作用力， 包括范德华力和氢键等。
范德华力
普遍存在于分子之间的弱相互作 用力，与分子的极性和大小有关
。
氢键
一种特殊的分子间作用力，存在 于含有氢原子的极性分子之间， 如H2O、NH3等。氢键对物质的 熔沸点、溶解度等性质有重要影
02
原子结构与性质
原子核外电子排布
能量最低原理
电子在原子核外排布时，要尽 可能使电子的能量最低。
泡利原理
在一个原子中不可能有两个或 两个以上的电子具有完全相同 的四个量子数。
洪特规则
当电子排布在能量相同的各个 轨道时，电子尽可能分占不同 的原子轨道，且自旋状态相同 。
元素周期表与元素性质
元素周期表的结构
杂化轨道理论公开课课堂
目
CONTENCT
录
• 课程介绍与目标 • 原子结构与性质 • 分子结构与性质 • 杂化轨道类型与特点 • 杂化轨道理论与化学键合性质关系 • 实验验证与应用举例 • 课程总结与回顾
01
课程介绍与目标
杂化轨道理论概述
杂化轨道理论的基本概念
解释原子在形成分子时，为何其价电子的轨道会发 生杂化，从而形成新的杂化轨道。
课件4：2.2.2杂化轨道理论

课件4：2.2.2杂化轨道理论

平面三角形 正四面体
3. 杂化轨道类型的判断
杂化轨道类型的判断方法：先确定分子或 离子的VSEPR型，然后就可以比较方便地 确定中心原子的杂化轨道类型。
杂化轨道数 = σ键电子对数+孤电子对数
= 价层电子对数
杂化轨道类型 sp
sp2
sp3
杂化轨道数
价层电子对数
2
3
4
VSEPR模型 直线形 平面三角形 四面体
杂化轨道 （形状 改变 ） （能量 改变 ）
（伸展方向 改变 ）
s轨道与p轨道杂化对比
杂化类型
参与杂化的 原子轨道
sp 1个s和1个p
sp2
sp3
1个s和2个p 1个s和3个p
杂化轨道数 2个sp杂化轨道 3个sp2杂化轨道 4个sp3杂化轨道
杂化轨道夹 角
空间构型
180°
直线形
120° 109°28′
本节内容结束
更多精彩内容请登录：
2p 2s
杂化
孤对电子
孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键
小结
内容
要点
杂化轨道理论
判断方法
类型
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
y
x
x
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂 化,形成4个sp3 杂化轨道。
每两个轨道间的夹角为109°28′ 空间构型为正四面体型
sp杂化轨道的形成过程
2p
激发态
2s
2p
如果这4个轨道，即1个s轨道和3个p轨道，分别与4个氢原
子结合，形成4个键是不同的，这与事实 不符 。
为了解决这一矛盾鲍林提出了杂化轨道理论
2.2.3杂化轨道理论(教学课件)高中化学人教版必修二

2.2.3杂化轨道理论(教学课件)高中化学人教版必修二


B．BF3
中价层电子对个数= 3+
1 (3 31) 2
3
，所以为平面三角形结构，键角为
120°；
SnBr2
中价层电子对个数=
2+
1 2
(4
2
1)
3
子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以 BF3 键角为 120°，
SnBr2 键角小于 120°，B 错误；
杂化轨道 理论四要点
能量相近 数目不变 成键能力增强 排斥力最小
杂化轨道 的类型
sp3杂化轨道——正四面体形 sp2杂化轨道——平面三角形 sp杂化——直线形
杂化轨道类型与分 子空间结构的关系
情况一：当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离 子的空间结构与杂化轨道的空间结构相同
情况二：当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时， 孤电子对对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子 的空间结构与杂化轨道的形状有所不同
3
且
不含孤电子对，所以分子结构为平面三角形，D 正确；
故选 D。
03 课堂练习
5.三溴化砷(AsBr3)常应用于医药和化学分析领域。下列说法正确 的是
A．该分子含非极性共价键 B．中心原子采取sp3杂化 C．键角等于120° D．空间结构为平面三角形
03 课堂练习
【答案】B 【详解】A．该分子只有As-Br键，属于极性键，A错误； B．As有3个σ键和1对孤电子对，故价层电子对数为4，即sp3杂化，B 正确； C．该分子属于三角锥形，键角大约为107。，C错误； D． 该分子空间结构为三角锥形，D错误； 故选B。
01 杂化轨道理论
判断中心原子杂化轨道类型的三种方法
方法一：根据杂化轨道数目判断
杂化轨道理论简介课件

杂化轨道理论简介课件

杂化轨道理论简介ppt课 件
本ppt课件介绍杂化轨道理论的基本概念和重要性，包括杂化轨道的形成条件 和特点，以及在化学中的实际应用。通过本课件，你将理解杂化轨道的意义 和其在分子构型预测和反应活性中的关键作用。
杂化轨道的定义和作用
1 定义
杂化轨道是原子轨道的线性组合，用于描述 分子中电子分布的形态。
sp3 杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和三个p轨道线性组合。
2 特点
形成四个等能量的sp3杂化轨道，角度为109.5°。
sp3 d杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道，三个p轨道和一个d轨道线性组合。
2 特点
形成五个等能量的sp3d杂化轨道，角度为90°和120°。
sp3 d2 杂化轨道的形成和特点
杂化轨道的重叠形成了共价键。
2 杂化轨道形成共价键角
杂化轨道的角度决定了分子的形状。
2 作用
杂化轨道确定了分子的几何形状和化学性质。
s、p、d杂化轨道的形成条件
1 s轨道
只需一个原子轨道即可。
2 p轨道
需要一个s轨道和两个p轨 道。
3 d轨道
需要一个s轨道，三个p轨 道和五个d轨道。
sp杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和一个p轨道线性组合。
2 特点
形成两个等能量的sp杂化轨道，角度为180°。
1 形成
2 特点
一个s轨道，三个p轨道和两个d轨道线性组合。
形成六个等能量的sp3d2杂化轨道，角度为 90°。
杂化轨道理论的实际应用
1 分子构型的预测
杂化轨道性
杂化轨道理论可解释分子的反应活性和化学性质。
杂化轨道与化学键的关系
1 杂化轨道形成了化学键
杂化轨道理论-说课课件

杂化轨道理论-说课课件


通过观察自由基共振结构来验证杂化轨道理论。
分析分子的实验光谱数据与杂化轨道理论的预 测进行比较。 通过分子的结构拓扑性质来验证杂化轨道的形 成。
总结和展望
通过研究杂化轨道理论，我们深入了解了电子的行为和分子的性质。未来， 杂化轨道理论将继续在化学、材料科学和生物科学领域发挥重要作用。
• 帮助研究材料的物理 和化学性质。
药物设计
环境科学
• 杂化轨道理论可用于 预测药物分子的性质
• 和帮活助性设。计更有效的药物。
• 杂化轨道理论有助于 研究大气和水体中污 染物的转化和降解机
• 制可。用于评估环境风险 和制定净化策略。
杂化轨道理论的实验验证
自由基共振结构 实验光谱数据 结构拓扑性质
杂化轨道的类型
sp 杂化轨道
sp 杂化轨道由一个 s 轨道和一个 p 轨道线性组合而成。
sp2 杂化轨道
sp2 杂化轨道由一个 s 轨道和两个 p 轨道线性组合而成。
sp3 杂化轨道
sp3 杂化轨道由一个 s 轨道和三个 p 轨道线性组合而成。
杂化轨道的形成原理
原子轨道混合
杂化轨道是由不同形状的原子 轨道混合而成的。
杂化轨道理论-说课课件
欢迎来到杂化轨道理论的说课课件。在这个课程中，我们将探索杂化轨道的 本质、形成原理、几何形状以及应用领域。让我们开始吧！
杂化轨道的本质
1 电子排斥
杂化轨道理论解释了电子避免互相排斥的机制。
2 原子间键合
杂化轨道的形成使得分子中原子之间能够形成共价键。
3 分子的稳定性
杂化轨道增强了分子的稳定性，影响着化学反应和性质。
轨道重叠
轨道重叠促使电子共享，形成 共价键。
混合过程
第3课时杂化轨道理论公开课

第3课时杂化轨道理论公开课

数。
2024/1/25
11
杂化轨道与分子构型的关系
杂化轨道理论是解释分子构型的重要理论之一，通过杂化轨道可以预测和解释分子 的空间构型。
杂化轨道的形成是由于原子轨道的线性组合，形成能量相等的杂化轨道，以满足分 子成键的需要。
2024/1/25
不同的杂化轨道类型对应不同的分子构型，如sp3杂化对应四面体构型，sp2杂化对 应平面三角形构型等。
2024/1/25
02
03
原子轨道由三个量子数确定 ：主量子数n、角量子数l和磁
量子数m。
不同能级的原子轨道具有不 同的形状和大小，如s、p、d
、f等轨道。
7
杂化轨道的形成与类型
杂化轨道是由不同能 级的原子轨道混合而 成的新的原子轨道。
常见的杂化类型有sp 、sp2、sp3等，分 别对应不同的分子构 型和化学键类型。
能等性质。
01
02
03
04
2024/1/25
9
05
03
分子构型与杂化轨道
2024/1/25
10
分子构型的概念
分子构型是指分子中原子在空间 的排列方式，包括原子的相对位
置和键角等。
分子构型决定了分子的物理和化 学性质，如极性、键能、反应活
性等。
分子构型的描述通常包括分子的 形状、键长、键角和二面角等参
2024/1/25
24
对杂化轨道理论的展望
拓展杂化轨道理论的应用 范围
通过引入更精确的量子化学计 算方法，将杂化轨道理论应用 于更广泛的化学体系，包括复 杂有机分子、金属有机化合物 等。
深入研究杂化轨道的本质
进一步探讨杂化轨道的物理意 义和本质，如电子云的分布、 原子间的相互作用等，以更深 入地理解分子的结构和性质。
课件8：2.2.2 杂化轨道理论

课件8：2.2.2 杂化轨道理论


题组训练
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成
的4个sp3杂化轨道
( ×)
(2)中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型可能是四面
体形、三角锥形或V形
(√ )
(3)同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
(√ )
(4)杂化轨道能量集中，有利于牢固成键
第 2 课时 杂化轨道理论
新课引入
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体结构。 思考：为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而 不是CH2？键角为什么不是90°而是109°28′
目标导航 1．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。 2．并能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断： ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子 发生sp3杂化； ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生 sp2杂化； ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生 sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断： ①若价层电子对数为2，则中心原子发生sp杂化； ②若价层电子对数为3，则中心原子发生sp2杂化； ③若价层电子对数为4，则中心原子发生sp3杂化。 (4)根据中心原子上有无π键及π键数目判断： ①若没有π键，则为sp3杂化； ②若有一个π键，则为sp2杂化； ③若有两个π键，则为sp杂化。
2．杂化轨道类型与分子立体构型的关系
杂化类型
sp
sp2
sp3
杂化轨道 间的夹角
_1_8_0_°_
_1_2_0_°_ _1_0_9_°__2_8_′_
立体构型名称 _直__线__形 平__面__三__角__形 _正__四__面__体__形
杂化轨道理论公开课-2024鲜版

杂化轨道理论公开课-2024鲜版

影响分子性质
通过改变分子的电子云分布和键长等参数，d-p杂化可以影响分子的物 理和化学性质。例如，它可以改变分子的极性、偶极矩、电离能等性质 。
18
05 等性杂化与不等 性杂化比较
2024/3/28
19
等性杂化定义及特点
定义：等性杂化是指参与杂化的原子轨 道完全等同，杂化后所形成的杂化轨道 的形状和能量也完全相同。
培养创新思维和实践能力
通过本课程的学习，学生应能够培养创新思维和实践能力，提高分析问题和解决问题的 能力。
5
课程安排与时间
课程安排
本课程共分为8个章节，包括杂化轨道理论的基本概念、sp3杂化、sp2杂化、sp杂化、不 等性杂化、杂化轨道与分子构型的关系、杂化轨道理论与化学键理论的关系以及杂化轨道 理论的应用等。
d2sp3杂化
八面体型分子，如 SF6、IF7等。
25
通过杂化轨道理论预测分子构型
确定中心原子的杂化类型
根据中心原子的价电子数和配体提供的电子数，确定中心原子的 杂化类型。
预测分子构型
根据杂化轨道类型和配体数目，预测分子的空间构型。
2024/3/28
验证预测结果
通过比较实验测得的键长、键角等参数与预测结果的一致性，验证 预测的准确性。
2024/3/28
4
教学目标与要求
掌握杂化轨道理论的基本原理
学生应能够理解和掌握杂化轨道理论的基本原理，包括杂化轨道的形成、类型、特点等
。
能够应用杂化轨道理论解释分子结构与性质
学生应能够运用杂化轨道理论解释分子的结构、性质以及反应机理，并能够分析和解决 与杂化轨道理论相关的实际问题。16学时。
2024/3/28
课程考核
考核方式包括平时成绩、期中考试和期末考试。平时成绩占总评成绩的30%，期中考试占 总评成绩的30%，期末考试占总评成绩的40%。
选修三2-2-2杂化轨道理论(公开课用)

选修三2-2-2杂化轨道理论(公开课用)


含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分
两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
应用反馈
用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、 成键情况和分子的空间构型。
（2）CH≡CH
4、杂化轨道与共价键类型
（1）杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未 参与成键的孤对电子。
（2）未参与杂化的p轨道，可用于形成π键
（三）sp 杂化轨道 例如： BeCl2分子的形成
Be：2s2
Cl
2019/8/19
激发 2p 2s
180°
Be
Cl
2p
2s sp
杂
化
未杂
sp杂化 化p
轨道 轨道
（三）sp 杂化轨道
z
z 180° z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
形成2个sp杂化轨道。
每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂 化轨道理论
CH4分子的形成——杂化轨道理论
激发
C：2s22p2
2p
2p
2s
2s
杂 化
杂化轨道
三、杂化轨道理论简介----鲍林
1、杂化：在形成分子时，由于原子的相互影响，
若干不同类型但能量相近的原子轨道混杂起来，
重新组合成一组新的原子轨道。这种重新组合
的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化
（4）原子轨道的杂化类型决定了分子的空间构型。
4.类型： ★对于非过渡元素，由于ns和np能级接近，往往
采用“sp”型杂化（sp3杂化、sp2杂化、sp杂化）
（一）sp3杂化轨道
2.2.3 杂化轨道理论简介 课件(共38张PPT) 人教版(2019) 选择性必修2

2.2.3 杂化轨道理论简介 课件(共38张PPT) 人教版(2019) 选择性必修2


②每个sp3杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有 1/4 s 轨道和 3/4 p
轨道的成分。
③每两个轨道间的夹角为109º28′，空间构型为正四面体形。
杂化轨道理论
杂化类型
【思考】如何用杂化轨道理论解释NH3和H2O的空间结构呢？
NH3
N
2p
2s
sp3不等
性杂化
sp3
注：杂化轨道只用于形 成σ键或用来容纳未参
√ 的p轨道可用于形成π键( ) × (6)凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp2杂化轨道成键。( )
杂化轨道理论
杂化类型
【思考】确定BF3和H3O+的中心原子的杂化轨道类型,并与同学讨论。
BF3

H3O+
第一步 计算中心原子孤电子对数： 1(313) 0 2
1 ( 5 13 ) 1 2
第二步 计算价层电子对数：
VSEPR模型名称
杂化轨道数 中心原子的杂化
轨道类型
分子空间结构
直线形 2
sp
直线形
平面三角形
3
sp2
平面三角形
3
sp2
V形
平面三角形
四面体 4
sp3
V形
四面体 4
sp3
三角锥形
正四面体 4
sp3
正四面体
杂化轨道类型的判断
杂化轨道理论
6、杂化轨道类型的判断：
杂化类型
①对于主族元素来说，
中心原子的杂化轨道数=价层电子数=σ键电子对数 + 孤电子对数
杂化轨道理论
杂化类型
【随堂练习】推测下列有机物中碳的杂化类型：
sp3 sp3 sp3 (1)CH3CH2CH3
2.2.2杂化轨道理论 (教学课件)—— 高二化学人教版(2019)选择性必修2

2.2.2杂化轨道理论 (教学课件)—— 高二化学人教版(2019)选择性必修2


杂化轨道数目 2
3
4
杂化类型
sp sp2 sp3
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型名称 分子的空间结构
CO2 0+2=2
sp
CH2O 0+3=3
sp2
CH4 0+4=4
sp3
SO2 1+2=3
sp2
NH3 1+3=4
sp3
H2O 2+2=4
sp3
直线形 平面三角形 正四面体形 平面三角形
sp3
109°28′
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化， 形成2个sp 杂化轨道sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分，两个轨道间的夹角为180°， 呈直线形。
z y
x
180°
180z °
y
x
x
z y
z y
x
BeCl2分子的形成——sp杂化
(3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。
O原子的价电子排布式为2s22p4,在形成H2O分子的 过程中,O原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4 个sp3杂化轨道,其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子, 分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道中是 成对电子,未与H原子形成共价键;4个sp3杂化轨道在空 间构成正四面体形,但由于2对孤电子对的排斥作用,使2 个O—H键的键角变得更小,使H2O分子成为V形的空间 结构。
按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C - H单 键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3 个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4 个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构 型的甲烷分子

杂化轨道理论 课件 高中化学新苏教版选择性必修2(2022年)


(1)原子轨道的杂化只有在形成分子 的过程中才会发生。 (2)只有能量相近的轨道才能杂化。 (3)杂化前后轨道数目不变。 (4)杂化轨道成分相同、能量相等、 形状相同。 (5)杂化轨道有一定空间取向。
新知讲解
2.共价键的形成
甲烷分子的空间构型： 正四面体、键角109.5°
碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成σ键。 表示为σsp3-s 杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。 杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。
为了解释CH4等分子的空间结构，美 国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨 道理论。运用该理论，可以较好地解 释CH4分子的空间结构。
美国化学家鲍林
新知讲解
杂化轨道理论中，CH4是如何形成的呢？ 1.杂化轨道的形成
基态原子轨道
激发态原子轨道
杂化轨道
新知讲解
4个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形， 轨道之间的夹角为109°28'，每个轨 道上都有一个未成对电子。
答案：sp2 sp2杂化轨道与sp2杂化轨道 2p和2p sp2杂化 轨道和1s
（ 3 ） AsH3 中 的 As 为 ________ 杂 化 ， 分 子 的 结 构 式 为 ________ ， 空 间 构 型 为 __________。
答案：（1）sp O=C=O 直线形
（2）sp2 （3）sp3
平面三角形 三角锥
课堂检测
5．已知苯的结构如图所示，苯分子是平面结构，苯环中的碳 碳键由6个σ键形成正六边形，6个碳原子的2p轨道上的一个 电子形成大π键。苯分子中碳原子的杂化方式为__________， 碳碳键的成键轨道有________和_______，C-H的成键轨道是 ___________。

杂化轨道理论简介ppt课件


无机化学
在无机化学中，杂化轨道理论用于解释复 杂化合物的成键方式和性质，如配合物、 金属氧化物等。
B
C
材料科学
在材料科学中，杂化轨道理论用于研究材料 的电子结构和性质，为新材料的开发和性能 优化提供理论支持。
生物学
在生物学中，杂化轨道理论用于解释生物大 分子的结构和功能，如蛋白质、核酸等。
D
02 杂化轨道的形成
案例二：乙烯分子的化学反应活性分析
总结词
乙烯分子的双键碳原子采用sp2杂化，这与其化学反应活性有关。
详细描述
乙烯分子中的碳原子通过sp2杂化形成三个等同的杂化轨道，其中两个杂化轨道与两个氢原子形成C-H共价键， 而第三个杂化轨道则与另一个碳原子的杂化轨道形成π键。这种杂化方式使得乙烯分子中的碳原子具有未共用的 电子对，易于发生亲电加成反应，表现出较高的化学反应活性。
04 杂化轨道理论的应用
在分子结构中的应用
1 2
确定分子空间构型
杂化轨道理论可以用来解释分子的空间构型，例 如甲烷分子中的碳原子通过sp3杂化形成四面体 结构。
预测键角和键长
通过杂化轨道理论，可以预测分子中键角和键长， 这对于理解分子性质和行为至关重要。
3
解释键的极性和非极性
杂化轨道理论有助于解释分子中键的极性和非极 性，这对于理解分子间的相互作用和化学反应机 制具有重要意义。
附性能、催化性能和光学性能等。
谢谢聆听
杂化轨道理论是通过将不同类型的原子轨道进行线性组 合，形成新的原子轨道，以更好地满足成键的需求。
03
概念
杂化轨道理论的核心概念是轨道的杂化和电子云的分布 ，它有助于理解分子的几何构型和化学键的性质。
杂化轨道理论的发展历程

杂化轨道理论 (精讲)高二化学课件(人教版2019选择性必修2)


180°
z
zz
z
z
y
y
y
yxx源自xxsp杂化
Be原子：1s22s2 2s
没有单个电子，
2p
2p
激发 2s
sp sp杂化
Cl
Be
Cl
180°
sp
px
px
Cl
Cl
中心原子杂化轨道数的确定方法（1）
中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数 =中心原子的价层电子对数 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型名称 分子的立体构型
;
(3)CCl4分子中的C为
杂化,分子的结构式为
,
空间结构为
;
(4)H2S分子中的S为
杂化,分子的结构式为
,
空间结构为
。
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠 形成3个N-Hσ键，1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。 氧原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠 形成2个N-Hσ键，2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp2杂化
一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道，三个杂化 轨道在空间分布是在同一平面上，呈平面三角形。 sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如 乙烯分子碳碳双键的形成。
B.氮原子与碳原子分别为 杂化与 杂化
C.
分子中所含 键为 10mol
D.编号为 a 的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一面内
学以致用
3.指出下列原子的杂化轨道类型、分子的结构式及空间结构。
(1)CS2分子中的C为
杂化,分子的结构式为
,
空间结构为
;
(2)CH2O中的C为

杂化轨道理论-说课课件


教法与学法
❖ “问题探究式”教学模式 解决问题
自学释疑
创发 分 设现 析 情问 问 境题 题
探讨尝试 交流提炼
有运 效用 迁拓 移展
归纳总结
“问题探究式”教学模式的优点
问题让学生自主解决 思路让学生自主探究 方法让学生自主寻找 规律让学生自主发现
教学过程
写出C原子的价层电子排布图
C 2s
2px 2py 2pz
说课流程
教学反思 板书设计
教材分析
杂化轨 道理论
学情分析 教学目标
教学过程
教学重难点
教法与学法
教材的地位及作用
本课选自高中化学新课程选修3第二章第2节中的第二课时
❖ 杂化轨道理论形象的解释了原子之间的成键方法、有关 物质的空间结构及其稳定性，内容比较抽象，但是它可 以帮助人们更好地认识和理解物质的结构和性质
能力基础: 已经具备了搜集资料，分析问题，自主探究 的能力，同时具备了空间想象能力，这些都是学习本 部分内容的能力基础
可能遇到障碍:如果对原子结构和空间想象能力欠缺将 会影响到对本部分内容的学习
教学目标
知识与技能
过程与方法
情感态度 与价值观
认识杂化轨道理论 的要点；能根据杂 化轨道理论判断简 单分子或离子的构 型；进一步了解化 合物中原子的成键 特征
（以减小化学键之间的排斥力）。
sp杂化轨道和sp2杂化轨道
除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。
有效迁移
问题：类比CH4的成键过程，分析BeCl2和BF3的 成键过程及分子构型？
BeCl2：1s22s2
BeCl2分子的形成：
Cl
-
+
-

杂化轨道理论 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修2

分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键。因此CH4分子呈正四面体形的空间结构
一、杂化理论简介
1、概念 杂化是指在形成分子的过程中，中心原子提供若干不同类型、能量相 近的原子轨道发生混杂，形成一组新的原子轨道的过程。所形成的新 轨道叫杂化轨道。 2、杂化的条件：
(1)只有在形成化学键时才能杂化
sp3杂化中，随中心原子上的孤电子对数增多，孤对电子对成键电子对的排斥作 用越大，键角越小。
四、VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系：
杂化轨道理论解释了价层电子对互斥模型所推测的分子空间结构， 但分析具体中心原子的杂化轨道类型时，应先确定分子或离子的 VSEPR模型，再确定中心原子的杂化轨道类型。
五、有机物中碳原子杂化轨道类型判断 1.甲烷
甲烷中的碳原子为饱和碳原子，碳原子是sp3杂化
2.乙烯 乙烯中有碳碳双键，碳原子是sp2杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
3.乙炔 乙炔中有碳碳三键，碳原子是sp杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
五、有机物中碳原子杂化轨道类型判断 【总结】
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
电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另2个杂化轨道中含孤电子对，未与H
原子形成共价键；
不等性sp3杂化
形成O-H键
4个sp3杂化轨道
2个sp3-s σ键
键角105°
4个sp3杂化轨道在空间构成四面体形，但由于2对孤电子对的排斥作用，使2个 O—H键的键角变得更小，使H2O分子成为V形的空间结构。
练习
C 3.在BrCH=CHBr分子中,C—Br键采用的成键轨道是( ) A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节 分子的立体结构
（杂化轨道理论）
复习回顾
一、形形色色的分子 二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子
分子 类型
中心原子 结合的原子数
代表物
空间构型
AB2
2
Hale Waihona Puke CO2直线形无孤对电子 AB3
3
CH2O 平面三角形
AB4
4
CH4 正四面体
有孤对电子 AB2
2
AB3
3
H2O
V形
NH3 三角锥形
（2）sp2杂化
探究2：BF3 分子的形成
F
120°
实验测得，三个共价键，
B
平面三角形分子（键角
F
F 120°）。
B原子价电子排布式：2s22p1，有一 个未成对电子
1个2s 轨道与2个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂 化轨道。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。
探究1：BeCl2分子的形成
实验测得: 两个共价键，直线形分子（键角180°）
Cl—Be—Cl
Cl
Be
Cl
180°
Be原子价电子排布式：2s2 没有未成对电子
一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道
sp杂化轨道的形成和空间取向示意图
为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180° 。
BeCl2分子的形成 1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp 杂化轨道。
分子中6个碳原子未杂化的2P轨道 上的未成对电子重叠结果形成了 一个闭合的、环状的大π键 形成的π电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面， 一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。
大π 键 （离域键）C6H6
（3）sp3杂化
CH4分子的形成
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化”（混合平均化）
2.杂化轨道理论的要点
(1) 杂化的中心各原子轨道能量要相近〖同一能级组 或相近能级组的轨道nsnp或nsnpnd或(n-1)dnsnp〗。
(2) 杂化轨道的能量、形状、大小完全相同,都不同 原来，杂化后原子轨道方向改变，杂化轨道在成键时 更有利于轨道间的重叠。
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子 孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
代表物
CO2 CH2O SO2 CH4 NH3 H2O
价层电子对 杂化轨道类型 分子结构
数
0+2=2
sp
直线形
0+3=3 1+2=3 0+4=4 1+3=4 2+2=4
sp2
平面三角形
sp2
V形
sp3
正四体
形
sp3
三角锥形
思考与交流
1.回忆： CH４分子中C原子形成几个共价键？分 子空间构型怎样？
2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测： CH４分子的C原子怎样才能形成四个共价键？
3.如果C原子就以１个２s轨道和３个２p轨道上的 单电子，分别与四个Ｈ原子的１s轨道上的单电子 重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？ 这与CH４分子的实际情况是否吻合？
1个 s + 1个p
杂 化 2个sp杂化 轨 道 数 轨道
杂化轨道 180° 间夹角
空间 构型
直线形
实
例 BeCl2
sp2
1个s + 2个p 3个sp2 杂化轨道 120°
平面三角形
BF3
sp3
1个s + 3个p 4个sp3 杂化轨道
109°28′
正四面体形
CH4
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
每个sp杂化轨道的形状为 一头大，一头小； 含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分； 两个轨道间的夹角为180°，呈直线型。
BeCl2分子结构
sp
px
px
Cl
Cl
Cl
Be
Cl
乙炔(C2H2)分子形成
2p 2s
C的基态
2p 激发 2s
激发态
杂化 sp 2p 2p
↑↑ ↑ ↑
CO2分子怎样形成的?
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状
也为一头大，一头小，
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p
轨道的成分 每两个轨道间的夹角为
109°28′，正四面体形
NH3 的空间构型
NH3
2p
2s
N
HH
sp3杂化
H
不等性杂化
H2O 的空间构型
3.三种sp杂化轨道类型的比较
杂化 类型
sp
参与杂化的 原子轨道
2s
2px
2py
2pz
键长、键能相同，键角相同为109°28′
三、杂化轨道理论简介
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理 论
2p 2s
C的基态
激发 2s
2p
激发态
杂化 正四面体形 sp3 杂化态
sp3 杂化
四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp3 杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量 和键角都完全相同的s-sp3σ键，形成一个正四面 体构型的分子。
思考与交流
通过以上的学习，以CH4为例，谈谈你对“杂化” 及“杂化轨道”的理解。
1.C原子为什么要进行“杂化”？
2.什么是杂化？C原子是如何进行“杂化”的？
3.“杂化轨道”有哪些特点？
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
在形成分子时，由于原子的相互影响，同 一原子中的若干不同类型、能量相近的原子 轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方 向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
sp3
V形
有机物含多中心C原子杂化方式判断方法：
C－C
sp3杂化
C＝C C=O C=N sp2杂化
C≡C C≡N
SP杂化
练习：CH3CH=CHC≡CCOCOOH NO2 N2H4 NO2- SO42- CO32- CNClO2 O F2 H3O- HClO AlCl3 CS2 NH4 +
知识小结
每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头
小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分,每
两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
乙烯（C2H4）分子的形成
2s
2p
2s 激发
2p
杂化 s p 2
2p
↑↑↑ ↑
C的基态
激发态
苯（C6H6）的形成
杂化轨道理论解释苯分子的结构：
C为SP2杂化 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s 所) 有原子（12个）处于同一平面
(3) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数 目 =形成的杂化轨道数目=中心原子价层电子对数
（4) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性（以 减小化学键之间的排斥力）。
(5)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。
(6)杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对，不 能用于形成∏键。
3 杂化类型 （1）sp杂化