第二章分子結構與性質(zhì)第二節(jié)分子的空間結構課時3雜化軌道理論簡介1.通過雜化軌道理論的學習，能從微觀角度理解中心原子的雜化軌道類型對分子空間結構的影響。2.掌握中心原子雜化軌道類型判斷的方法，建立分子空間結構分析思維模型。課前導入價層電子對互斥理論如何預測甲烷分子空間構型？C原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖1s1電子對數(shù)4，無孤電子對C價電子3個相互垂直的2p如何跟4個H的1s重疊得正四面體？如何解釋？同一原子能量相近的不同類型原子軌道，重新組合生成與原軌道數(shù)相等的一組能量相等的雜化原子軌道?；鶓B(tài)2s2px2py2pz

↑↓↑↑C2s2p正四面體形sp3雜化雜化鮑林提出了雜化軌道理論2p2s2s2psp34個sp3雜化軌道躍遷

sp3雜化基態(tài)激發(fā)態(tài)在形成CH4分子的過程中，碳原子2s軌道上的1個電子進入2p空軌道。這樣，1個2s軌道和3個2p軌道“混合”起來，形成能量相等、成分相同的4個sp3雜化軌道。C：2s22p2碳原子的4個sp3雜化軌道指向正四面體的4個頂點，每個軌道上都有一個未成對電子。甲烷分子中碳原子的4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個相同的C-Hσ鍵，呈正四面體形。雜化軌道理論可以解釋甲烷的正四面體構型sp3軌道電子云圖1.概念：外界條件下，能量相近的原子軌道混雜起來，重新組合新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，雜化后的新軌道就稱為雜化軌道。2.要點：（1）參與雜化的原子軌道能量相近（同一能級組或相近能級組的軌道）（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；雜化改變了原子軌道的形狀、方向，成鍵時更有利于軌道間的重疊。一、雜化軌道理論簡介（3）雜化后的軌道之間盡可能遠離，在空間取最大夾角分布，能使相互間排斥力最小?！咀⒁狻侩s化前后的變與不變變：軌道的成分、能量、形狀、方向不變：原子軌道的數(shù)目更有利于成鍵一、雜化軌道理論簡介類型spsp2sp3參與雜化的軌道雜化軌道數(shù)目夾角空間結構舉例1個s1個p2180°直線形CO2C2H21個s2個p3120°平面三角形BF3C2H41個s3個p4109°28′正四面體形CH4CCl43.類型：雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)sp3雜化軌道的形成過程xyzxyzzxyzxyz109°28′sp3雜化：1個s

軌道與3個p

軌道進行的雜化，形成4個sp3

雜化軌道特點：①每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭?、诤?/p>

1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分③每兩個軌道間夾角為109°28'，空間構型為正四面體形等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分的均勻混合sp3雜化軌道的形成過程：H2O的形成

H2O中O原子軌道雜化O：2s22p42s2p2對孤電子對雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分上的不均勻混合。(某個雜化軌道有孤電子對)sp3雜化軌道的形成過程：NH3的形成

空間結構：三角錐形氮原子的3個sp3雜化軌道與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N-Hσ鍵，其中1個sp3雜化軌道中占有孤電子對。sp3雜化2s2p鍵角：107oN：2s22p3sp2雜化軌道的形成過程sp2雜化：1個s軌道與2個p軌道進行的雜化，形成3個sp2雜化軌道特點：①每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，

②含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分

③每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形xyzxyzzxyzxyz120°未參與雜化的p軌道形成π鍵sp2雜化軌道的形成過程:BF3的形成

在形成BF3分子的過程中，碳原子2s軌道上的1個電子進入2p空軌道。這樣，1個2s軌道和2個2p軌道“混合”起來，形成能量相等、成分相同的3個sp2雜化軌道。2s2p軌道2s2p2s2psp23個sp2雜化軌道躍遷

sp2雜化BF3分子的結構示意圖BF3是平面正三角形分子，F(xiàn)原子位于正三角形的三個頂點，B原子位于分子中心，分子中鍵角均為120°。與F成鍵sp2雜化軌道的形成過程:

C2H4的形成

sp2雜化激發(fā)sp22s2p2s2psp雜化軌道的形成過程sp

雜化：1個s軌道與1個p軌道進行的雜化，形成2個sp雜化軌道特點：①每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭?、诤?/2s

軌道和1/2p

軌道的成分③兩個軌道間的夾角為180°，呈直線形xyzxyzzxyzxyz180°未雜化的p軌道形成π鍵ClClsppxpxBe：2s2sp雜化躍遷sp2s2p180°ClClBe2s2psp雜化軌道的形成過程：BeCl2的形成過程在形成BeCl2分子的過程中，鈹原子2s軌道上的1個電子進入2p空軌道。這樣，1個2s軌道和1個2p軌道“混合”起來，形成能量相等、成分相同的2個sp雜化軌道。sp雜化軌道的形成過程：乙炔的形成過程2s2p2s2psp2個sp

雜化軌道躍遷

sp雜化

sp雜化有機物C雜化類型飽和C:sp3雜化，連接雙鍵C:sp2雜化，連接三鍵C:sp雜化。雜化軌道立體構型與分子立體構型sp類型sp3sp2雜化軌道構型分子立體構型實例正四面體平面三角直線直線形CO2C2H2BF3平面三角形平面形

C2H4V形SO2CH4CCl4正四面體形三角錐形

NH3V形H2O二、雜化軌道類型與分子空間結構的關系1．雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對雜化軌道數(shù)＝價層電子對數(shù)＝孤對電子對數(shù)＋中心原子結合的原子數(shù)(即成σ鍵電子對數(shù))(1)無孤電子對：同能量雜化軌道彼此遠離→形成的分子為對稱結構；(2)有孤電子對：孤電子對占據(jù)一定空間且對成鍵電子對產(chǎn)生排斥→

形成的分子的空間結構發(fā)生變化。二、雜化軌道類型與分子空間結構的關系2．雜化軌道與分子空間結構的關系(1)雜化軌道全部用于形成σ鍵雜化軌道類型spsp2sp3軌道組成軌道夾角雜化軌道示意圖實例分子的空間結構一個ns和一個np一個ns和兩個np一個ns和三個np180°120°109°28′

BeCl2BF3CH4直線形平面三角形正四面體形二、雜化軌道類型與分子空間結構的關系(2)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對雜化軌道類型sp2sp3中心原子所在族第ⅥA族第ⅤA族第ⅥA族中心原子的孤電子對數(shù)分子空間結構實例112V形三角錐形V形SO2NH3、PCl3、PH3H2O、H2S分子空間結構VSEPR模型（預測）雜化軌道理論（解釋）光譜（測定）常見物質(zhì)中心原子的雜化方式(1)采取sp3雜化：有機物中飽和碳原子、NH3、H2O、金剛石中的碳原子、(2)采取sp2雜化：有機物中的雙鍵碳原子、BF3、石墨中的碳原子、

苯環(huán)中的碳原子等。(3)采取sp雜化：有機物中的三鍵碳原子、CO2、BeCl2等。注意:結構相似的物質(zhì)，如CO2與CS2、BF3與BBr3等中心原子的雜化軌道類型分別相同1.下列關于C2H4分子的分析中正確的是(

)A．碳原子是sp3雜化B．C—H鍵是sp2雜化軌道形成σ鍵，C—C鍵未雜化的2p軌道形成π鍵C．sp2雜化軌道形成π鍵，未雜化的2p軌道形成σ鍵

D．有5個σ鍵，1個π鍵

三個相同的sp2雜化軌道指向三角形的三個頂點;未雜化p形成π鍵。C—H鍵是s—sp2σ鍵,C—C鍵是sp2—sp2σ鍵,一個π鍵分子中共有5個σ鍵，1個π鍵D2、對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結構

B．中心原子都采取sp雜化軌道

C．S原子和C原子上都沒有孤對電子

D．SO2為V形結構，CO2為直線形結構3、下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4DB3.已知某XY2分子的空間結構為V形，下列說法正確的是A.X原子一定是sp2雜化B.X原子一定為sp3雜化C.X原子上一定存在孤電子對D.VSEPR模型一定是平面三角形√4.按要求回答下列問題：(1)CH3COOH中C原子的雜化軌道類型是__________。sp3、sp2(2)醛基中碳原子的雜化軌道類型是______。sp2(3)化合物[H3