高中化學(xué)第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第2節(jié)第2課時雜化軌道理論簡介教案選擇性高中選擇性化學(xué)教案

1、第2課時雜化軌道理論簡介發(fā)展目標體系構(gòu)建發(fā)展目標吸收能量少.知道雜化軌道理論的基本內(nèi)容。.能根據(jù)雜化軌道理論確定簡單分子 的空間結(jié)構(gòu)?？諀反道整叟僉行激發(fā).知道雜化軌道理論的基本內(nèi)容。.能根據(jù)雜化軌道理論確定簡單分子 的空間結(jié)構(gòu)?？諀反道整叟僉行激發(fā) 電子缽一雜化軌道)電的 對中個 成于一槌城相近.類型不同的蟆子軌道凱迫總數(shù)目不 虬常度和摩 狀發(fā)生變化， 成德時杼放幗 M校夢.就道 ，卜用程度增大, 生成的分手里 控定.用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成在形成CH4分子時，碳原子的一個空軌道和三個2p軌道發(fā)生混雜，形成4個能量相等的更雜化軌道。4個更雜化軌道分別與4個H原子的1s軌道重疊形成4個

2、C匕匚鍵，所以4個C-H鍵是等同的。.雜化軌道的形成及其特點3.雜化軌道類型及其空間結(jié)構(gòu)3,(1)sp雜化軌道sp3雜化軌道是由L個S軌道和3_個p軌道雜化形成的。sp3雜化軌道間的夾角是10928,空間結(jié)構(gòu)為正四面體形(如下圖所示)。(2)sp2雜化軌道sp2雜化軌道是由L個s軌道和2_個p軌道雜化而成的。sp2雜化軌道間的夾角是120,呈平面三角形(如下圖所示)。(3)sp雜化軌道sp雜化軌道是由1個s軌道和1個p軌道雜化而成的。sp雜化軌道間的夾角是180,呈直線形(如下圖所示)。微點撥：sp、sp2兩種雜化形式中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成兀鍵，而雜化軌道只用于形成(7鍵或者用來

3、容納未參與成鍵的孤電子對。(4)VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型雜化軌道類型VSEP骸型典型分子空間結(jié)構(gòu)spCO直線形2spASOV形3spXH2OV形2spSO平囿二角形3spNH三角錐形3sp鼻CH止四面體形1.判斷正誤(對的在括號內(nèi)打，錯的在括號內(nèi)打“X。)(1)雜化軌道與參與雜化的原子軌道的數(shù)目相同，但能量不同。(2)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同。(，)(X)(3)凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其空間結(jié)構(gòu)都是(X)正四面體形。(4)凡AB3型的共價化合物，具中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵(X).能正確表示CH中碳原子的成鍵方式的示意圖為（）D碳原子的2s

4、軌道與2P軌道形成4個等性的雜化軌道，因此碳原子4個價電子分占在4個sp3雜化軌道上，且自旋狀態(tài)相同。.Cl。一、ClO2、ClOT、C1O4中，中心原子Cl都是以sp3雜化軌道萬式與O原子成鍵，則ClO的空間結(jié)構(gòu)是;ClO2的空間結(jié)構(gòu)是;ClO3的空間結(jié)構(gòu)是;ClO4的空間結(jié)構(gòu)是。解析ClO的組成決定其空間結(jié)構(gòu)為直線形。其他3種離子的中心原子的雜化方式都為sp3雜化，從離子的組成上看其空間結(jié)構(gòu)依次類似于HtaNH、CH（或NH4）。答案直線形V形三角錐形正四面體形白幣燃點，雜化類型及分子空間結(jié)構(gòu)的判斷一在形成多原子分子時，中心原子價電子層上的某些能量相近的原子軌道發(fā)生混雜，重新組合成一組新的

5、軌道的過程，叫做軌道的雜化。雙原子分子中，不存在雜化過程。例如sp雜化、sp2雜化的過程如下：（1）觀察上述雜化過程，分析原子軌道雜化后，數(shù)量和能量有什么變化？提示：雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。s軌道與p軌道的能量不同，雜化后，形成的一組雜化軌道能量相2(2)2s軌道與3p軌道能否形成sp雜化軌道？提示：不能。只有能量相近的原子軌道才能形成雜化軌道。2s與3p不在同一能級，能量相差較大。(3)用雜化軌道理論解釋NH、H2O的空間結(jié)構(gòu)？提示：NH分子中N原子的價電子排布式為2s22p3。1個2s軌道和3個2P經(jīng)雜化后形成4個sp3雜化軌道，其中3個雜化軌道中各有1個未成對電

6、子，分別與H原子的1s軌道形成共價鍵，另1個雜化軌道中是成對電子，不與H原子形成共價鍵，sp3雜化軌道為正四面體形，但由于孤電子對的排斥作用，使3個NH的鍵角變小，成為三角錐形的空間結(jié)構(gòu)。HO分子中O原子的價電子排布式為2s22p4。1個2s軌道和3個2P軌道經(jīng)雜化后形成4個sp3雜化軌道，其中2個雜化軌道中各有1個未成對電子，分別與H原子的1s軌道形成共價鍵，另2個雜化軌道是成對電子，不與H原子形成共價鍵，sp3雜化軌道為正四面體形，但由于2對孤電子對的排斥作用，使2個O-H的鍵角變得更小，成為V形的空間結(jié)構(gòu)。(4)CH4、NH、H2O中心原子的雜化類型都為sp3,鍵角為什么依次減?。繌碾s化

7、軌道理論的角度比較鍵角大小時有什么方法？提示：CH、NH、H2O中心原子都采取sp3雜化，中心原子的孤電子對數(shù)依次為0個、1個、2個。由于孤電子對對共用電子對的排斥作用使鍵角變小，孤電子對數(shù)越多排斥作用越大，鍵角越小。比較鍵角時，先看中心原子雜化類型，雜化類型不同時：一般鍵角按sp、sp2、sp3順序依次減??；雜化類型相同時，中心原子孤電子對數(shù)越多，鍵角越小。1雜化軌道理論要點只有能量相近的原子軌道才能雜化。雜化軌道數(shù)目和參與雜化的原子軌道數(shù)目相等，雜化軌道能量相同。雜化改變原有軌道的形狀和伸展方向，使原子形成的共價鍵更牢固。雜化軌道為使相互間的排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌

8、道伸展方向不同。(5)雜化軌道只用于形成(T鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對。(6)未參與雜化的p軌道可用于形成兀鍵。2中心原子軌道雜化類型的判斷利用價層電子對互斥理論、雜化軌道理論判斷分子構(gòu)型的思路：判斷判斷判斷價層電子對一于生”雜化軌道數(shù)一于沙雜化類型一于f雜化軌道構(gòu)型。根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷：若雜化軌道之間的夾角為10928,則中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120,則中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180,則中心原子發(fā)生sp雜化。(3)有機物中碳原子雜化類型的判斷：飽和碳原子采取sp3雜化,連接雙鍵的碳原子采取sp2雜化，連接三鍵的碳原子采取sp雜化.下

9、列分子中中心原子的雜化方式和分子的空間結(jié)構(gòu)均正確的是（）A.GH:sp2、直線形B.SCO:sp3、三角錐形Hb:sp3、V形D.BF3:sp2、平面三角形D乙快的結(jié)構(gòu)式為H-OC-H,每個碳原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，所以C原子采用sp雜化，為直線形結(jié)構(gòu)；S（T中硫原子的價層電子對數(shù)=4,孤電子對數(shù)為0,采取sp3雜化，為正四面體形；HO+中氧原子的價層電子對數(shù)=3+1=4,所以中心原子原子軌道為sp3雜化，該離子中含有一個孤電子對，所以其空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；BF3分子中硼原子價層電子對數(shù)=3+0=3,雜化軌道數(shù)為3,孤電子對數(shù)為0,所以其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。2.下列說法中正確的

10、是（）NC13分子呈三角錐形，這是氮原子采取sp2雜化的結(jié)果sp3雜化軌道是由任意的1個s軌道和3個p軌道混合形成的4個sp3雜化軌道C.中心原子采取sp3雜化的分子，其空間結(jié)構(gòu)可能是四面體形或三角錐形或V形AR型的分子空間結(jié)構(gòu)必為平面三角形CNCl3分子中心氮原子上的價層電子對數(shù)=鍵電子對數(shù)十5-3X13孤電子對數(shù)=3+2=4,因此NC13分子中氮原子以sp3雜化，選項A錯誤；sp3雜化軌道是原子最外電子層上的s軌道和3個p軌道“混雜”起來，形成能量相等、成分相同的4個軌道，選項B錯誤；一般中心原子采取sp3雜化的分子所得到的空間結(jié)構(gòu)為四面體形，如甲烷分子，但如果有雜化軌道被中心原子上的孤電

11、子對占據(jù)，則空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如NH、PC13分子是三角錐形，選項D錯誤，選項C正確。計算下列各粒子中心原子的雜化軌道數(shù)、判斷中心原子的雜化軌道類型、寫出VSEPR更型名稱。3答案(1)2sp直線形(2)4sp3正四面體形(3)4sp3四面體形(4)4sp3四面體形(5)3sp2平面三角形1下列關(guān)于雜化軌道的說法錯誤的是()A.并不是所有的原子軌道都參與雜化B.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化C.雜化軌道能量集中，有利于牢固成鍵D.雜化軌道都用來成鍵D參與雜化的原子軌道，其能量不能相差太大，如1s與2s、2p的能量相差太大，不能形成雜化軌道，即只有能量相近的原子軌道才能參與雜化，故A、B正

12、確；雜化軌道的電子云一頭大一頭小，成鍵時利用大的一頭，可使電子云的重疊程度更大，形成牢固的化學(xué)鍵，故C項正確；并不是所有的雜化軌道中都成鍵，也可以容納孤電子對(如NH、H2O的形成)，故D項錯誤。.三氯化磷分子中的中心原子以sp3雜化，下列有關(guān)敘述正確3個PCl鍵長、鍵角均相等空間結(jié)構(gòu)為平面三角形空間結(jié)構(gòu)為正四面體形空間結(jié)構(gòu)為三角錐形 TOC o 1-5 h z A.B.C.D.3DPC13中P原子米取sp雜化，有一對孤電子對，結(jié)構(gòu)類似于NH分子，3個PCl鍵長、鍵角均相等，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。3有關(guān)乙炔分子中的化學(xué)鍵描述不正確的是()A.兩個碳原子采用sp雜化方式B.兩個碳原子采用sp2雜化

13、方式C.每個碳原子都有兩個未雜化的2P軌道形成兀鍵D.兩個碳原子形成兩個兀鍵B乙炔中每個碳原子價層電子對數(shù)是2且不含孤電子對，所以碳原子采用sp雜化，A正確，B錯誤；每個碳原子中兩個未雜化的2P軌道肩并肩重疊形成兀鍵，C正確；兩個碳原子之間形成1個(T鍵2個兀鍵，D正確。4下列關(guān)于原子軌道的說法正確的是()A.雜化軌道形成共價鍵時，只能形成(T鍵不能形成兀鍵B.凡AB型的共價化合物，具中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵3.C.凡是中心原子米取sp雜化軌道成鍵的分子，其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形D.CH分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的AAB3型的共價化合物，A原子可能采取sp2雜化或sp3雜化，B錯誤；中心原子采取sp3雜化，軌道形狀是正四面體，但如果中心原子還有孤電子對，分子的空間結(jié)構(gòu)則不是正四面體，C錯誤；CH分子中的sp3雜化軌道是C原子的一個2s軌道與三個2P軌道雜化而成的，D錯誤。5.根據(jù)雜化軌道理論可以判斷分子的空間結(jié)構(gòu)，試根據(jù)相關(guān)知識填空：(1)AsCl3分子的空間結(jié)構(gòu)為,其中As的雜化