杂化轨道理论(公开课)(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 分子的立体结构,（杂化轨道理论）,1,直线形,平面三角形,正四面体,V,形,三角锥形,二、价层电子对互斥模型,(VSEPR,模型,),一、形形色色的分子,复 习 回 顾,2,3.,如果,C,原子就以个,s,轨道和个,p,轨道上的单电子，分别与四个原子的,s,轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与,CH,分子的实际情况是否吻合？,思考与交流,1.,回忆：,CH,分子中,C,原子形成几个共价键？分子空间构型怎样？,2.,写出基态,C,原子价电子的电子排布图,并推测：,CH,分子的,C,原子怎样才能形成四个共价键？,3,键长、键能相同，键角相同为,10928,2s 2p,x,2p,y,2p,z,4,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论,三、杂化轨道理论简介,2,s,2,p,C,的基态,2,s,2,p,激发态,正四面体形,sp,3,杂化态,激发,杂化,5,sp,3,杂化,6,四个,H,原子分别以,1s,轨道与,C,原子上的四个,sp,3,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-sp,3,键，形成一个正四面体构型的分子。,10928,7,通过以上的学习，以,CH,4,为例，谈谈你对“杂化”及“杂化轨道”的理解。,1.C,原子为什么要进行“杂化”？,2.,什么是杂化？,C,原子是如何进行“杂化”的？,3.“,杂化轨道”有哪些特点？,思考与交流,8,在形成分子时，由于原子的相互影响，,同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道,这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的“杂化”（,混合平均化,）,1.,杂化轨道概念,三、杂化轨道理论简介,9,2.,杂化轨道理论的要点,(,1,),杂化的,中心各原子,轨道,能量要相近,同一能级组或相近能级组的轨道,nsnp,或,nsnpnd,或,(n-1)dnsnp,。,(,2,),杂化轨道的,能量、形状、大小完全相同,都不同原来，杂化后原子轨道,方向改变,，杂化轨道在成键时更,有利于轨道间的重叠,。,(,3,),杂化前后原子,轨道数目不变,：,参加杂化的轨道数目=形成的杂化轨道数目=中心原子价层电子对数,（4,),杂化轨道在,空间构型,上都具有一定的,对称性,（以 减小化学键之间的排斥力）。,(,5,),分子的构型主要取决于原子轨道的,杂化类型,。,(,6,),杂化轨道只能用于形成,键或容纳孤电子对，,不能用于形成,键,。,10,180,实验测得,:,两个共价键，直线形分子（键角,180,）,ClBeCl,探究,1,：,BeCl,2,分子的形成,Be,原子价电子排布式：,2,s,2,没有未成对电子,Cl,Cl,Be,3,杂化,类型,（1）,sp,杂化,11,一个,2s,和一个,2 p,轨道杂化,形成,sp,杂化轨道,12,为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为,180,。,sp,杂化轨道的形成和空间取向示意图,13,每个,sp,杂化轨道的形状为 一头大，一头小；,含有,1/2,s,轨道和,1/2,p,轨道的成分；,两个轨道间的夹角为,180,，呈,直线型。,1,个,s,轨道与,1,个,p,轨道进行的杂化,形成,2,个,sp,杂化轨道。,BeCl,2,分子的形成,14,BeCl,2,分子结构,Cl,Cl,sp,p,x,p,x,Cl,Be,Cl,15,乙炔(C,2,H,2,)分子形成,2,s,2,p,C,的基态,激发,2,s,2,p,激发态,杂化,sp,2p 2p,CO,2,分子,怎样形成的?,16,实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角,120,）。,B,原子价电子排布式：,2,s,2,2,p,1,，有一个未成对电子,120,F,F,F,B,探究,2,：,BF,3,分子的形成,（2）sp,2,杂化,17,1,个,2,s,轨道与,2,个,2,p,轨道进行的杂化,形成,3,个,sp,2,杂化轨道。,18,sp,2,杂化轨道的形成和空间取向示意图,19,每个,sp,2,杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有,1/3,s,轨道和,2/3,p,轨道的成分,每两个轨道间的夹角为,120,，,呈,平面三角形,sp,2,杂化,：,1,个,s,轨道与,2,个,p,轨道进行的杂化,形成,3,个,sp,2,杂化轨道。,20,乙烯（C,2,H,4,）分子的形成,激发,2,s,2,p,激发态,2,s,2,p,C,的基态,杂化,s p,2,2,p,21,苯（C,6,H,6,）的形成,杂化轨道理论解释苯分子的结构：,C,为,SP,2,杂化,所有原子（,12,个）处于同一平面,分子中,6,个碳原子未杂化的,2P,轨道上的未成对电子重叠结果形成了一个闭合的、环状的大,键,形成的,电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面，一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。,C-C,(sp,2,-sp,2,);,C-H,(sp,2,-s),22,大,键（离域键）,C,6,H,6,23,24,（3）,sp,3,杂化,sp,3,杂化,：,1,个,s,轨道与,3,个,p,轨道进行的杂化,形成,4,个,sp,3,杂化轨道。,每个,sp,3,杂化轨道的形状也为一头大，一头小，,含有,1/4,s,轨道和,3/4,p,轨道的成分,每两个轨道间的夹角为,10928,，正四面体形,CH4分子的形成,25,NH,3,的空间构型,26,不等性杂化,27,的空间构型,28,29,3.,三种,sp,杂化轨道类型的比较,1,个,s+2,个,p,1,个,s+1,个,p,1,个,s+3,个,p,2,个,sp,杂化轨道,3,个,sp,2,杂化轨道,4,个,sp,3,杂化轨道,180,120,10928,直线形,平面三角形,正四面体形,BeCl,2,BF,3,CH,4,30,杂化轨道数,=,中心原子价层电子对数,=,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,0+2=2,sp,直线形,0+3=3,sp,2,平面三角形,1,+,2,=,3,sp,2,V形,0,+,4,=,4,sp,3,正四体形,1+3=4,sp,3,三角锥形,2+2=4,sp,3,V,形,代表物,价层电子对数,杂化轨道类型,分子结构,CO,2,CH,2,O,SO,2,CH,4,NH,3,H,2,O,4.,中心原子杂化类型判断的一般方法,31,有机物含多中心C原子杂化方式判断方法：,C,C,sp3杂化,C,C,C=O C=N sp2杂化,C,C,CN,SP,杂化,练习：CH,3,CH=CHCCCOCOOH NO,2,N,2,H,4,NO,2,-,SO,4,2-,CO,3,2-,CN,-,ClO,2,O F,2,H,3,O,-,HClO,AlCl,3,CS,2,NH,4,+,32,知识小结,三、杂化轨道理论简介,1.杂化轨道概念,2.杂化轨道理论的要点,3.三种sp杂化轨道类型的比较,sp杂化轨道直线形，夹角180,2个,sp,2,杂化轨道,平面三角形，夹角120,3个,sp,3,杂化轨道正四面体形，夹角109,284个,4.中心原子杂化类型判断的一般方法,杂化轨道数=中心原子价层电子对数=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,33,1,：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是,A,CO,2,与,SO,2,B,CH,4,与,NH,3,(),C,BeCl,2,与,BF,3,D,C,2,H,2,与,C,2,H,4,B,2,：对,SO,2,与,CO,2,说法正确的是,(),A,都是直线形结构,B,中心原子都采取,sp,杂化轨道,C,S,原子和,C,原子上都没有孤对电子,D,SO,2,为,V,形结构，,CO,2,为直线形结构,D,课堂练习,3,：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。,(1)PCl,3,(2)BCl,3,(3)CS,2,(4)C1,2,O,34,4,、下列微粒中心元素以,sp,3,杂化的是（）,A,ICl,4,-,B,ClO,4,-,C,BrF,4,+,D,SF,4,5,有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（）,A,两个碳原子采用,sp,杂化方式,B,两个碳原子采用,sp,2,杂化方式,C,每个碳原子都有两个未杂化的,2p,轨道形成,键,D,两个碳原子形成两个,键,B,B,35,