《杂化轨道理论》参考课件 (1).pptxVIP

第二节分子的空间结构

第3课时杂化轨道理论简介

;写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？;按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C—H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构型的甲烷分子;;四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3σ键，从而构成一个正四面体形的分子。;1.概念：外界条件下，能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，杂化后的新轨道就称为杂化轨道。;（3）杂化前后原子轨道在空间取最大夹角分布，能使相互间排斥力最小。;3.杂化的条件：;原子轨道杂化与杂化轨道;对杂化过程的理解;sp杂化轨道的形成过程;sp杂化;;练习1：分析C2H2的杂化方式;sp2杂化轨道的形成过程;SP2杂化;点拨：sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。;;练习2：分析C2H4的杂化方式;练习3：请结合价键理论分析BH3的分子结构;sp3杂化轨道的形成过程;中心原子的1个_____轨道和3个____轨道杂化得到夹角为_________的_________杂化轨道。;例如：Sp3杂化——CH4分子的形成;杂化轨道类型及分子的空间结构;在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程,叫做轨道的杂化(双原子分子中,不存在杂化过程)。例如sp杂化、sp2杂化的过程如下:;(1)观察上述杂化过程,分析原子轨道杂化后,数量和能量有什么变化?

提示：杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化轨道的能量相同。;(3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。

提示：N原子的价电子排布式为2s22p3,在形成NH3分子的过程中,N原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,??1个杂化轨道中是成对电子,未与H原子形成共价键,4个sp3杂化轨道在空间构成正四面体形;NH3分子中,由于N原子上的孤电子对的排斥作用,使3个N—H键的键角变小,成为三角锥形的空间结构。

O原子的价电子排布式为2s22p4,在形成H2O分子的过程中,O原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2个杂化轨道中是成对电子,未与H原子形成共价键;4个sp3杂化轨道在空间构成正四面体形,但由于2对孤电子对的排斥作用,使2个O—H键的键角变得更小,使H2O分子成为V形的空间结构。;(4)CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都是sp3,键角为什么依次减小?从杂化轨道理论的角度比较键角大小时有什么方法?

提示：CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化,中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。由于孤电子对对共用电子对的排斥作用使键角变小,孤电子对数越多排斥作用越大,键角越小。比较键角时,先看中心原子杂化类型,杂化类型不同时:键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小;杂化类型相同时,中心原子孤电子对数越多,键角越小。;6.杂化类型判断：;1.价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。()

2.NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致。()

3.五原子分子的空间结构都是正四面体形。()

4.杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。()

5.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四面体形。()

6.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。();2．根据价层电子对互斥模型及原子杂化轨道理论判断NF3分子的空间结构和中心原子的杂化方式为()

A.直线形sp杂化 B.平面三角形sp2杂化

C.三角锥形sp2杂化 D.三角锥形sp3杂化;解析：分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化,溴原子的价电子排布式为4s24p5,4p轨道上的一个未成对电子与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。;4.指出下列原子的杂化轨道类型、分子的结构式及空间结构。

(1)CS2分子中的C为杂化,分子的结构式为,空间结构为;?

(2)CH2O中的C为杂化,分子的结构式为,空间结构