高二化学杂化轨道理论简介

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1、第二节分子的立体构型杂化轨道理论简介请根据价层电子对相斥理论分析甲烷的立体构型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，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论杂化轨道理论形成分子时，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，从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，这种混合平均化的过程称为原子轨道的“杂化”1.杂化轨道概念杂化轨道：杂化后所形成的若干新原子轨道。

2、sp型杂化：同一原子的1个s轨道与p轨道进行的杂化。有：spsp2sp32.杂化轨道理论的要点(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子；(2)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）；(3)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；但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠；(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）。180°实验测得:两个共价键，直线形分子（键角180°）Cl—Be—Cl(1)BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2没有单个电子，ClClBe3.s-p杂化轨道及有关分子

3、的几何构型一个s和一个p轨道杂化sp轨道杂化过程示意图每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2s轨道和1/2p轨道的成分两个轨道间的夹角为180°，呈直线型BeCl2分子结构ClClsppxpxClBeCl(2)sp2杂化——BF3分子的形成每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/3s轨道和2/3p轨道的成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形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。BF3分子的形成：实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角120°）。B原子：1s22s22p1120°FFFB(3)s

4、p3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,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1/4s轨道和3/4p轨道的成分每两个轨道间的夹角为109.5°，空间构型为正四面体型sp3杂化轨道实验测得，四个共价键，正四面体形分子（键角109°28′）CH4分子的形成：4.等性杂化与不等性杂化等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。杂化轨道每个轨道的成分轨道间夹角(键角)sp1/2s，1/2p180°sp21/3s，2/3p120°sp31/4s，3/4p109°28′（p）p90°随p轨道成分的增

5、大，夹角向90°靠拢。不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不均匀混合。实验测得，三角锥形分子，键角107°NH3分子2s2p孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键，电子云密集在中心原子周围，s轨道成分相对增大，其余3个杂化轨道p成分相对增大。N原子：2s22p3有3个单电子，可形成3个共价键，孤对电子杂化产生不等性杂化的原因：参与杂化的原子轨道中电子数目多于轨道数目，出现孤电子对。H2O分子：实验测得，V字形分子，键角104°29′O原子：2s22p4有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90°，Why?H2O分子O原子成键前先进行了sp3不等性杂化，

6、其中的两条杂化轨道由成对电子占据，其余两条P成分更多，键角更靠近90°，实测：104°29′2s2p2对孤对电子杂化O原子：2s22p46.杂化类型的判断因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，故有杂化轨道数=中心原子价层电子对数杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。0+2=2sp直线形0+3=3sp2平面三角形0+4=4sp3正四面体形1+2=3sp2V形1+3=4sp3三角锥形2+2=4sp3V形代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成

7、下表：C2H4(sp2杂化）大π键C6H6C6H6的大π键（离域键）