雜化軌道理論公開課

關(guān)于雜化軌道理論公開課中心原子分子類型中心原子結(jié)合的原子數(shù)代表物空間構(gòu)型無(wú)孤對(duì)電子AB22CO2AB33CH2OAB44CH4有孤對(duì)電子AB22H2OAB33NH3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形二、價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR模型)一、形形色色的分子復(fù)習(xí)回顧第2頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.如果C原子就以１個(gè)２s軌道和３個(gè)２p軌道上的單電子，分別與四個(gè)Ｈ原子的１s軌道上的單電子重疊成鍵，所形成的四個(gè)共價(jià)鍵能否完全相同？這與CH４分子的實(shí)際情況是否吻合？思考與交流1.回憶：CH４分子中C原子形成幾個(gè)共價(jià)鍵？分子空間構(gòu)型怎樣？2.寫出基態(tài)C原子價(jià)電子的電子排布圖,并推測(cè)：CH４分子的C原子怎樣才能形成四個(gè)共價(jià)鍵？第3頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天鍵長(zhǎng)、鍵能相同，鍵角相同為109°28′2s2px2py2pz第4頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)激發(fā)雜化第5頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天sp3

雜化第6頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

四個(gè)H原子分別以1s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3σ鍵，形成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。109°28’第7頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在形成分子時(shí)，由于原子的相互影響，同一原子中的若干不同類型、能量相近的原子軌道混合起來(lái)，重新分配能量和調(diào)整空間方向組成數(shù)目相同、能量相等的新的原子軌道

這種軌道重新組合的過(guò)程稱為原子軌道的“雜化”（混合平均化）

1.雜化軌道概念三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介第8頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天180°實(shí)驗(yàn)測(cè)得:兩個(gè)共價(jià)鍵，直線形分子（鍵角180°）

Cl—Be—Cl

探究1：BeCl2分子的形成

Be原子價(jià)電子排布式：2s2

沒(méi)有未成對(duì)電子ClClBe3雜化類型（1）sp雜化第9頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一個(gè)2s和一個(gè)2p軌道雜化,形成2個(gè)sp雜化軌道第10頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭??；含有1/2s

軌道和1/2p

軌道的成分；兩個(gè)軌道間的夾角為180°，呈直線型。1個(gè)s軌道與1個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成2個(gè)sp

雜化軌道。BeCl2分子的形成第11頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

為使軌道間的排斥能最小，軌道間的夾角為180°

。

sp雜化軌道的形成和空間取向示意圖第12頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天乙炔(C2H2)分子形成2s2pC的基態(tài)激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)雜化↑↑sp↑↑2p2pCO2分子怎樣形成的?第13頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

實(shí)驗(yàn)測(cè)得，三個(gè)共價(jià)鍵，平面三角形分子（鍵角120°）。B原子價(jià)電子排布式：2s22p1，有一個(gè)未成對(duì)電子120°FFFB

探究2：BF3

分子的形成

（2）sp2雜化第14頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1個(gè)2s軌道與2個(gè)2p軌道進(jìn)行的雜化,形成3個(gè)sp2雜化軌道。第15頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分,每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個(gè)s軌道與2個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,

形成3個(gè)sp2雜化軌道。第16頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天乙烯（C2H4）分子的形成激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)2s2pC的基態(tài)雜化↑↑↑sp2

↑

2p第17頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（3）sp3雜化

sp3雜化：1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,

形成4個(gè)sp3雜化軌道。

每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為109°28′，正四面體形CH4分子的形成第18頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天NH3的空間構(gòu)型第19頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天不等性雜化第20頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天的空間構(gòu)型第21頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天第22頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天大π鍵（離域鍵）C6H6第23頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天第24頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道

雜化軌道數(shù)

雜化軌道間夾角

空

間

構(gòu)

型

實(shí)

例

3.三種sp雜化軌道類型的比較1個(gè)s+2個(gè)p1個(gè)s+1個(gè)p1個(gè)s+3個(gè)p2個(gè)sp雜化軌道3個(gè)sp2雜化軌道4個(gè)sp3雜化軌道180°120°109°28′直線形平面三角形正四面體形BeCl2

BF3

CH4

第25頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天

雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)0+2=2sp直線形0+3=3sp2平面三角形1+2=3sp2

V形0+4=4sp3正四體形1+3=4sp3三角錐形2+2=4sp3V形代表物價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OSO2CH4NH3H2O4.中心原子雜化類型判斷的一般方法第26頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天知識(shí)小結(jié)三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介

1.雜化軌道概念

2.雜化軌道理論的要點(diǎn)

3.三種sp雜化軌道類型的比較

sp雜化軌道—直線形，夾角180°2個(gè)

sp2雜化軌道—平面三角形，夾角120°3個(gè)