第2课时 杂化轨道理论
[学习目标定位] 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。
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C—H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C—H是等同的。可表示为
(2)由以上分析可知
①在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
②轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。
(3)杂化轨道理论要点
①原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
②参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。
③杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。
2.杂化轨道类型和立体构型
(1)sp杂化——BeCl2分子的形成
①BeCl2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σ键，构成直线形的BeCl2分子。
②sp杂化：sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得，每个sp杂化轨道含有12s和12p轨道的成分。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。
③sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
(2)sp2杂化——BF3分子的形成
①BF3分子的形成
②sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道杂化而得，每个sp2杂化轨道含有13s和23p的成分。sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形(如BF3)。
③sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C===C键的形成。
第2课时 杂化轨道理论
[学习目标定位] 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。
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C—H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C—H是等同的。可表示为
(2)由以上分析可知
①在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
②轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。
(3)杂化轨道理论要点
①原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
②参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。
③杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。
2.杂化轨道类型和立体构型
(1)sp杂化——BeCl2分子的形成
①BeCl2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σ键，构成直线形的BeCl2分子。
②sp杂化：sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得，每个sp杂化轨道含有12s和12p轨道的成分。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。
③sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
(2)sp2杂化——BF3分子的形成
①BF3分子的形成
②sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道杂化而得，每个sp2杂化轨道含有13s和23p的成分。sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形(如BF3)。
③sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C===C键的形成。
课时练习8 杂化轨道理论和配合物简介
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题4分，共44分)
1．下列对于NH3和CO2的说法中正确的是( C )
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化
C．NH3为三角锥形结构，CO2为直线形结构
D．N原子和C原子上都没有孤对电子
解析：NH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化和sp杂化的方式成键，但NH3分子的N原子上有1对孤对电子来参与成键，根据杂化轨道理论，NH3的分子构型应为三角锥形，CO2的分子构型为直线形。
2．下列说法正确的是( D )
A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是四面体形
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轨道混合而形成的
C．乙炔分子中，两个碳原子均采用sp2杂化
D．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道
解析：中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是四面体形，但其立体构型不一定是四面体形，如水和氨气分子中的中心原子均采取sp3杂化，但H2O是V形分子，NH3是三角锥形分子，A项错误；甲烷分子中碳原子形成4个σ键且不含孤电子对，碳原子采取sp3杂化，这4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，B项错误；乙炔分子中每个C原子形成2个σ键和2个π键，价层电子对数是2，且不含孤电子对，故C原子均为sp杂化，C项错误；同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化可形成一组能量相等的新轨道，D项正确。
3．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是( B )
A．配位化合物中必定存在配位键
B．配位化合物中只有配位键
C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键
D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用
杂化轨道理论
[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。
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C—H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C—H键是等同的。可表示为
(2)由以上分析可知
①在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
②轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。
(3)杂化轨道理论要点
①原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
②参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。
③杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。
2．杂化轨道类型和立体构型
(1)sp杂化——BeCl2分子的形成
①BeCl2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σ键，构成直线形的BeCl2分子。
②sp杂化：sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。
③sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
(2)sp2杂化——BF3分子的形成
①BF3分子的形成
②sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形(如BF3)。
③sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C===C键的形成。
(3)sp3杂化——CH4分子的形成
①CH4分子的立体构型
②sp3杂化：sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道杂化而得。sp3杂化轨道的夹角为109°28′，呈空间正四面体形(如CH4、CF4、CCl4)。
