新人教版選擇性必修2第2章第2節(jié)第2課時(shí)雜化軌道理論學(xué)案

第2課時(shí)雜化軌道理論［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.通過(guò)雜化軌道理論的學(xué)習(xí)，能從微觀角度理解中心原子的雜化類(lèi)型對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響。2.通過(guò)雜化軌道理論的學(xué)習(xí)，掌握中心原子雜化軌道類(lèi)型判斷的方法，建立分子空間結(jié)構(gòu)分析的思維模型。一、雜化軌道理論簡(jiǎn)介.雜化軌道的含義在外界條件影響下，原子內(nèi)部能最相近的原子軌道重新組合形成新的原子軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化。重新組合后的新的原子軌道，叫做雜化原子軌道，簡(jiǎn)稱雜化軌道。.雜化軌道理論要點(diǎn)(I)原子在成鍵時(shí)，同一原子中能最相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(2)雜化前后原子軌道數(shù)目不變(參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目)，且雜化軌道的能量相同。⑶雜化改變了原子軌道的形狀、方向。雜化使原子的成鍵能力增加。雜化軌道在角度分布上比單純的s或p軌道在某一方向上更集中，例如s軌道與p軌道雜化后形成的雜化軌道一頭大一頭小，如圖成鍵時(shí)根據(jù)最大重疊原理，使它的大頭與其他原子軌道重疊,重疊程度更大，形成的共價(jià)鍵更牢固。(4)為使相互間的排斥最小，雜化軌道在空間取最大夾角分布。同一組雜化軌道的伸展方向不同，但形狀完全相同。(1)發(fā)生軌道雜化的原子一定是中心原子。(2)原子軌道的雜化只有在形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的0⑶只有能最相近的軌道才能雜化0(4)雜化軌道能量更集中，有利于牢固成鍵()⑸雜化軌道只用于形成o鍵或用來(lái)容納未參與成鍵的孤電了?對(duì)。未參與雜化的p軌道可用于形成n鍵0答案⑴42)"3)"4)“5”雜化軌道理論四要點(diǎn)(1)能量相近原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(2)數(shù)目不變形成的雜化軌道數(shù)與參與雜化的原子軌道數(shù)相等。(3)成鍵能力增強(qiáng)雜化改變?cè)熊壍赖男螤詈蜕煺狗较?，使原子形成的共價(jià)鍵更牢固。⑷排斥力最小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，不同的雜化軌道伸展方向不同。二、雜化軌道類(lèi)型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系.雜化軌道的類(lèi)型(l)Sp3雜化軌道——正四面體形sp3雜化軌道是由I個(gè)〃S軌道和3個(gè)加軌道雜化而成，每個(gè)sp3雜化軌道都含有、和%的成分，sp3雜化軌道間的夾角為皿2匕，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。如下圖所示。(2)sp2雜化軌道——平面三角形sp2雜化軌道是由軌道和2個(gè)即軌道雜化而成的，每個(gè)sp2雜化軌道含有5和1p成分,sp2雜化軌道間的夾角都是120。，呈平面三角形，如卜.圖所示。(3)sp雜化——直線形sp雜化軌道是由1個(gè)〃s軌道和1個(gè)加軌道雜化而成的，每個(gè)sp雜化軌道含有%和5的成分，sp雜化軌道間的夾角為180。，呈直線形，如下圖所示。.雜化軌道類(lèi)型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)當(dāng)雜化軌道全部用于形成。鍵時(shí)，分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)相同。雜化類(lèi)型spsp2sp3軌道夾角180°120°109°28'雜化軌道示意圖1?0°行120°12()^^^200ft實(shí)例BeChBF3ch4分子結(jié)構(gòu)示意圖心、CI—Be—CI/%2號(hào)109°28外P4H分子空間結(jié)構(gòu)直線形平面三角形正四面體形(2)當(dāng)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對(duì)時(shí)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用，會(huì)使分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道的形狀有所不同。AB”型分子中心原子雜化類(lèi)型中心原子孤電子對(duì)數(shù)空間結(jié)構(gòu)實(shí)例ab2sp?1V形SO2ab3sp?1三角錐形NH3、P03、NF3、H3O+AB2或(B2A)2V形H2S、NH2⑴雜化軌道的空間結(jié)構(gòu)與分子的空間結(jié)構(gòu)不一定一致0(2)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角一定相同o(3)凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵分子其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形0(4)凡AB3型共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵0(5)NH3分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，則氮原子的雜化方式為sp")(6)C2H&分子中的鍵角都約是120°,則碳原子的雜化方式是sp2()答案⑴V(2)X(3)X(4)X(5)7(6)JI.填表2.下列分子的空間結(jié)構(gòu)可用sp2雜化軌道來(lái)解釋的是0?BF3?CH2=CH2?0?CH=CH(5)NH3@CH4物質(zhì)價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道數(shù)雜化軌道類(lèi)型co222CH2O33立CH444sp3SO233sp2NH344就H2O44SD3A.①②③B.①⑤⑥C.②③④D.③⑤⑥答案A解析sp2雜化軌道形成夾角為12()。的平面三角形，①BF3為平面三角形且B—F夾角為120。；②C2H4中碳原子以sp?雜化，未雜化的2P軟道重疊形成兀鍵；③與②相似；④乙煥中的碳原子為sp雜化，未雜化的2P軌道重疊形成兀鍵：⑤NH3中的氮原子為sp‘雜化；⑥OHL：中的碳原子為sp”雜化。判斷中心原子雜化軌道類(lèi)型的三種方法(1)根據(jù)雜化軌道數(shù)目判斷雜化軌道只能用于形成。鍵或者用來(lái)容納未參與成鍵的孤電子對(duì)，而兩個(gè)原子之間只能形成-個(gè)。鍵，故有下列關(guān)系：雜化軌道數(shù)目=價(jià)層電子對(duì)數(shù)目=。鍵電子對(duì)數(shù)目+中心原子的孤電子對(duì)數(shù)目，再由雜化軌道數(shù)目確定雜化類(lèi)型。雜化軌道數(shù)目234雜化類(lèi)型spsp2Sp3(2)根據(jù)雜化軌道的空間分布判斷①若雜化軌道在空間的分布為正四面體或三角錐形，則中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則中心原子發(fā)生sp2雜化。③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷①若雜化軌道之間的夾角為109。28',則中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道之間的夾角為120°,則中心原子發(fā)生spz雜化。③若雜化軌道之間的夾角為180。，則中心原子發(fā)生sp雜化。提醒有機(jī)物分子中碳原子雜化類(lèi)型的判斷方法：飽和碳原子均采取sp3雜化；連接雙鍵的碳原子均采取sp2雜化：連接三鍵的碳原子均采取sp雜化。.下列分子中的中心原子雜化軌道的類(lèi)型相同的是()A.CO2與SO2B.CH4與NH?C.BeCB與BF3D.C2H2與C2H4答案B解析CO2為sp雜化，SO2為sp2雜化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；均為sp3雜化，B項(xiàng)正確；BcCL為sp雜化，BF3為sp2雜化，c項(xiàng)錯(cuò)誤；C2H2為sp雜化，C2H4為sp2雜化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2019?岑鞏縣第四中學(xué)高二期末)下列分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形且分子中沒(méi)有形成兀鍵的是0A.CH三CHB.CO2C.BeChD.BF3答案C解析CH三CH中含有三蛙，所以有冗蛙，不符合題意，故A不選；CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,分子中含有碳氧雙鍵，含有兀鍵，不符合題意，故B不選：氯化鉞分子中，鉞原子含有兩個(gè)共價(jià)單鍵，不含孤電子對(duì)，所以價(jià)層電子對(duì)數(shù)是2,中心原子以sp雜化軌道成鍵，分子中不含兀鍵，故C選；BF3中B原子含有3個(gè)共價(jià)單鍵，所以價(jià)層也子對(duì)數(shù)是3,中心原子以sp?雜化航道成鍵，故D不選。.下列有關(guān)甲醛(HCHO)分子的說(shuō)法正確的是0?C原子采取sp雜化②甲醛分子為三角錐形結(jié)構(gòu)③C原子采取sp?雜化④甲醛分子為平面三角形結(jié)構(gòu)A.①②B.②③C.③@D.①④答案C解析甲酹(HCHO)分子中的C原子為中心原子，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,C原子采取sp?雜化，C原子與其他原子形成3個(gè)。鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，故甲醛分子為平面三角形結(jié)構(gòu)。綜上所述，有關(guān)甲醛(HCHO)分子的說(shuō)法正確的是③④，故選C。.已知某XY2分子屬于V形分子，下列說(shuō)法正確的是0X原子一定是sp?雜化X原子一定為sp3雜化X原子上一定存在孤電子對(duì)VSEPR模型一定是平面三角形答案C解析若X原子無(wú)孤電子對(duì)，則它一定是直線形分子，若X有一對(duì)孤包子對(duì)或兩對(duì)孤電子對(duì)，則XY?一定為V形分子，此種情況下X的原子軌道可能為sp?雜化，也可能是sp3雜化，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確：若X有兩對(duì)孤電子對(duì)，則該分子的VSEPR模型為四面體形，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.在BrCH=CHBr分子中，C—Br采用的成鍵軌道是0A.sp-pB.sp2-sC.sp2-pD.sp3-p答案C解析分子中的兩個(gè)碳原子都是采用sp2雜化，澳原子的價(jià)電子排布式為4s24P5,4P軌道上有一個(gè)單電子，與碳原子的一個(gè)sp2雜化軌道成鍵。.乙烯分子中含有4個(gè)C-H和Ijc=c,6個(gè)原子在同一平面上。下列關(guān)于乙烯分子的成鍵情況分析正確的是0①每個(gè)C原子的2s軌道與2p軌道雜化，形成兩個(gè)sp雜化軌道②每個(gè)C原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道③每個(gè)C原子的2s軌道與3個(gè)2p軌道雜化，形成4個(gè)sp3雜化軌道④每個(gè)C原子的3個(gè)價(jià)電子占據(jù)3個(gè)雜化軌道，1個(gè)價(jià)電子占據(jù)1個(gè)2P軌道A.①③B.②④C.①④D.@@答案B解析乙烯分子中每個(gè)C原子與1個(gè)C原子和2個(gè)H原子成鍵，必須形成3個(gè)。鍵，6個(gè)原子在同一平面上，則鍵角為120。，為sp?雜化，形成3個(gè)sp?雜化軌道，I個(gè)價(jià)電子占據(jù)1個(gè)2P航道，2個(gè)C原子成鍵時(shí)形成1個(gè)兀鍵，②?正確，故選B。.回答下列問(wèn)題(1)圖⑶為S8的結(jié)構(gòu)，其硫原子的雜化軌道類(lèi)型為0(2)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其