第一单元分子构型与物质的性质.pptx

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1、核心素养视域下的杂化轨道理论学习与空间结构探析专题四第一单元01十月2021王文勇江苏省新海高级中学【回顾】还记得几种常见原子轨道的形状吗？原子轨道形成共价键有几种重叠方式？2s2pC原子的价电子是不是所有形成共价键的轨道只能按照这四种方式重叠呢？2p轨道上有2个单独电子，按理来说，这两个2P轨道容易与2个H原子的1S轨道重叠，形成CH2分子，但为什么自然界中只能稳定的存在甲烷CH4，并且CH4具有正四面体的空间构型？为了解释CH4等分子的空间模型，美国著名化学家鲍林提出了杂化轨道理论。说明C和H形成甲烷的过程中，C的价电子中成键的单电

2、子数目和价电子轨道的伸展方向发生了某种变化。HH鲍林——美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。莱纳斯·卡尔·鲍林2s2p基态2s2p激发态sp3杂化sp3杂化轨道C原子的价电子sp3杂化14:305每个碳原子的2s轨道与3个2p轨道发生杂化，形成4个sp3杂化轨道尝试用气球代替sp3杂化轨道，将四个气球扎在一起，形成什么构型？杂化就像玩橡皮泥一样sp3杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz109°28′14:307轨道上的电子之间互相有排斥力，为使排斥

3、力最小，轨道的伸展方向发生变化力求杂化轨道在空间夹角最大。------价电子互斥一、杂化轨道理论在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化轨道在角度分布式上比单纯的S或P轨道在某一方向上更集中，从而使它与其他原子的原子轨道重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。通常，有多少个原子轨道参加杂化，就形成多少个杂化轨道。试试看？气态BeCl2分子是直线形，Cl原子位于Be原子的两侧，BeCl2分子中键角为180o，能否通过Be的原子轨道，利用杂化轨

4、道理论解释？14:309分析、解释其他分子的结构时，也会遇到类似的问题。2s2p基态2s2p激发态sp杂化sp杂化轨道Be：sp（或sp1）杂化未杂化轨道14:3010每个碳原子的2s轨道与每个2p轨道发生杂化，形成2个sp杂化轨道。尝试用气球代替sp杂化轨道，将两个气球扎在一起，形成什么构型？ClClBe180°两个剩余的未杂化的p轨道如何放置才能满足空间排斥力最小？剩余的两个未杂化p轨道与2个直线型sp杂化轨道互相垂直。sp杂化轨道的形成的动画过程xyzxyzzxyzxyz180°14:3012BF3分子是平面正三角形，F原子位于正

5、三角形的三个顶点，B原子位于分子中心，分子中键角均为120o，杂化轨道理论如何解释？动动脑？BFFF14:3013基态激发态sp2杂化sp2杂化轨道B：2s2p2s2psp2杂化未杂化轨道14:3014每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道。尝试用3个气球代替3个sp2杂化轨道，将它们扎在一起，形成什么构型？BFFF一个剩余的未杂化p轨道与3个平面三角型sp2杂化轨道互相垂直。一个剩余的未杂化的p轨道如何放置才能满足空间排斥力最小？sp2杂化轨道的形成的动画过程xyzxyzzxyzxyz120°14:3016

6、能否谈一下杂化轨道理论要点？1.同一原子中能量相近的原子轨道可以重新组合，形成新的杂化轨道。2.杂化前后轨道数目不变，新形成的几个杂化轨道能量相同。3.杂化轨道的形状发生了变化，更有利于有效地重叠，成键能力更强。4.杂化轨道的伸展方向发生变化，杂化轨道在空间力求最大夹角（排斥力最小）。轨道形状发生变化！轨道空间伸展方向发生变化！轨道数目不变！轨道能量发生变化！用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况先根据构型分析发生了什么杂化？乙烷乙烯乙炔C2H6分子形成2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态激发对于乙烷分子，每个

7、碳原子的1个2s轨道与3个2p轨道发生杂化，形成4个sp3杂化轨道，伸向空间正四面体的四个顶点。杂化每个C原子的3个sp3杂化轨道分别与3个H原子的1s轨道形成3个相同的C—Hσ键。两个C各自剩余的1个sp3杂化轨道相互重叠形成1个C—Cσ键。1HHHHHH1mol乙烷分子中总共有多少mol的σ键？对于乙烯分子，每个碳原子的1个2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。C2H4分子形成2s2pC的基态2s2p激发态激发杂化正三角形sp2杂化态每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨

8、道形成2个相同的σ键，每个C各自剩余的1个sp2杂化轨道相互重叠形成1个σ键。各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。1