杂化轨道理论课件.ppt

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1、第二节分子的立体结构（第三课时）滨河高中二部化学组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无孤对电子AB22CO2AB33CH2OAB44CH4有孤对电子AB22H2OAB33NH3直线形平面三角形正四面体V形三角锥形二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)一、形形色色的分子复习回顾思考与交流1、甲烷分子呈正四面体结构，它的四个C-H键的键长相同，键角都是109°28′，四个C-H键的性质完全相同2、根据价键理论，甲烷形成四个C-H键都应该是σ键，然而C原子最外层的四个电子分别2个在球形2S轨道、2个在相互垂直2P轨道上，用它们跟

2、4个氢原子的1S原子轨道重叠，不可能形成四面体构型的甲烷分子如何解决上列一对矛盾？值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论三、杂化轨道理论简介----鲍林1、杂化：杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型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，所形成的新的轨道称为杂化轨道。2、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。sp3CH4分子（sp3杂化）3.杂化轨道理

3、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)杂化轨道的能量、形状完全相同。(4)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；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(5)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对1.sp3杂化原子形成分子时,同一原子中能量相近的一个ns轨道与三个np轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为sp3杂化轨道.三、杂化轨道理论简介2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CH

4、HHH109°28’激发当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道这4个轨道会发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道,夹角10928′,如下图所示：实例分析1：试解释CCl4分子的空间构型。CCl4分子的中心原子是C，其价层电子组态为2s22px12py1。在形成CCl4分子的过程中，C原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道，价层电子组态为2s12px12py12pz1，1个2s轨道和3个2p轨道进行sp3杂化，形成夹角均为109028′的4个完全等同的sp3杂化轨道。其

5、形成过程可表示为理论分析：C原子的4个sp3杂化轨道分别与4个Cl原子含有单电子的2p轨道重叠，形成4个sp3-p的σ键。故CCl4分子的空间构型是正四面体.实验测定：CCl4分子中有四个完全等同的C-Cl键，其分子的空间构型为正四面体。2.sp2杂化：一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/3，p成分为2/3，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º实例分析2：分析BF3分子的空间构型。BF3分子的中心原子是B，其价层电子排布为2s22px1。在形成BF3分子的过程中，B原子的2s轨道上的1个

6、电子被激发到2p空轨道，价层电子排布为2s12px12py1，1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化，形成夹角均为1200的3个完全等同的SP2杂化轨道。其形成过程可表示为：理论分析：B原子的三个SP2杂化轨道分别与3个F原子含有单电子的2p轨道重叠，形成3个sp2-p的σ键。故BF3分子的空间构型是平面三角形。实验测定：BF3分子中有3个完全等同的B-F键，键角为1200，分子的空间构型为平面三角形。+BF3分子的形成：F3F+BBFF120°（平面三角形）3.sp杂化：同一原子中1个s轨道与1个p轨道杂化形成2个sp杂化轨道。每个杂化

7、轨道的s成分为1/2，p成分为1/2，杂化轨道之间的夹角为180度。实例分析3：BeCl2分子的形成和空间构型。Be原子的价层电子排布为2s2。在形成BeCl2分子的过程中，Be原子的1个2s电子被激发到2p空轨道，价层电子排布变为为2s12px1。这2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化，组成夹角为1800的2个能量相同的sp杂化轨道，其形成过程可表示为：理论分析：Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个spp的σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。实验测定：BeCl2分子中有2个完

8、全等同的BeCl键，键角为1800，分子的空间构型为直线。其他例子：CO2、HC≡CH1）sp杂化乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形