高中化学杂化轨道.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,*,高中化学杂化轨道,2s 2p,x,2p,y,2p,z,2s 2p,x,2p,y,2p,z,H,原子轨道：,1s,碳（,C,）外层电子结构：,思考：,价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个,C-H,的键长、键能相同及,H-C-H,的键角为,109,28,。因为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,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，,不可能得到四面体构型的甲烷分子,。,这是为什么呢？,鲍林在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足。,sp,3,CH,4,分子（,sp,3,杂化）,三、杂化轨道理论,1,、基本要点：,在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干,能量相近,的原子轨道,重新组合形成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。,（一）、杂化轨道,2,、特点：,杂化前后轨道数目不变,杂化后的轨道能量相同，形状相同,（电子云一头大，一头小）,主族元素的,ns,、,np,轨道，过渡元素,ns,、,np,、（,n-1,）,d,轨道,同一个原子的,1,个,ns,轨道与,3,个,np,轨道进行杂化组合为,4,个,sp,3,杂化轨道,(,含,1/4,原,s,轨道成份和,3/4,原,p,轨道成份,),。,sp,3,杂化轨道间的夹角是：,109,28,，,杂化轨道空间构型,：,正四面体形,。,（二）杂化类型,1、,sp,3,杂化,C,2,H,4,(sp,2,杂化）,（二）杂化类型,2、,sp,2,杂化,平面正三角形,120,同一原子中,s,轨道与,p,轨道杂化形成,sp,2,杂化轨道。,sp,2,杂化轨道间的夹角是：,杂化轨道空间构型,：,1,个,2,个,3,个,+,例：,5,B 2p 2p,2s,Sp,2,sp,2,杂化,BF,3,（二）杂化类型,3,、,sp,杂化,：,同一原子中,s,轨道与,p,轨道杂化形成,sp,杂化轨道。,sp,杂化轨道夹角为：,杂化轨道空间构型,：,直线形,180,1,个,1,个,2,个,2S,6,C,sp,杂化,2P,sp,p,p,sp,杂化,例：,4,Be,2p 2p,2s,两个,SP,杂化轨道,BeCl,2,4.sp,3,d,杂化：由中心原子的一个,s,轨道、三个,p,轨道和一个,d,轨道杂化组合成,五个,新的,sp,3,d,杂化轨道。,杂化轨道夹角：,90,、,120,杂化轨道空间构型：三角双锥,如：,PCl,5,中的磷原子,3,d,2,杂化：由中心原子的一个,s,轨道、三个,p,轨道和两个,d,轨道杂化组合成六个新的,sp,3,d,2,杂化轨道。,杂化轨道夹角：,90,杂化轨道空间构型：正八面体,2,、杂化轨道的类型,如：,SF,6,中的硫原子,杂化类型,参加杂化的轨道,杂化轨道数,分子空间构型,实 例,价层电子对数,s+p,s+(2)p,s+(3)p,2,4,3,四面体,2,3,4,sp,sp,2,sp,3,小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型,杂化轨道间的夹角,直线形,平面三角形,三角锥,V,型,109.5,3,、杂化轨道类型与分子构型的判断,杂化轨道类型与分子构型的判断,计算中心原子价电子对,杂化轨道数,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,=,价电子对数,Sp2,下列说法不正确的是（）,1、基本要点：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道。,同一原子中 s轨道与 p轨道杂化形成 sp2杂化轨道。,每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。,杂化轨道类型与分子构型的判断,2、用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，,含C元素的化合物通过看中心原子C有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。,B、C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,如：CO2 C2H2 HCN,1、基本要点：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道。,1、基本要点：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道。,所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。,下列分子中中心原子的杂化轨道类型与其他三个都不一样,下列分子中中心原子的杂化轨道类型与其他三个都不一样,结合上述信息完成下表：,杂化轨道只用于形成,键或者用来容纳未成键孤对电子,0+2=2,SP,直线形,0,平面三角形,0+3=3,SP,2,0,0+4=4,SP,3,正四面体形,0,平面形,0+3=3,SP,2,0,0,0+2=2,SP,直线形,1+3=4,SP,3,三角锥形,1,V,形,2+2=4,SP,3,2,化学式,杂化轨道数,杂化轨道类型,分子结构,CO,2,CH,2,O,CH,4,C,2,H,4,中心原子孤对电子对数,C,2,H,2,NH,3,H,2,O,杂化轨道数,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,=,中心原子的价电子对数,含,C,元素的化合物通过看中心原子,C,有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。,规律：如果有,1,个三键或两个双键，则其中有,2,个,键，用去,2,个,P,轨道，形成的是,SP,杂化；,如：,CO,2,C,2,H,2,HCN,如果有,1,个双键和,2,个单键则其中必有,1,个,键，用去,1,个,P,轨道，形成的是,SP,2,杂化；,如：,C,2,H,4,CH,2,O,如果有,4,个单键，则形成,SP,3,杂化。,如,:CH,4,C,2,H,6,如果有4个单键，则形成SP3杂化。,（1）分子中的两个碳原子都发生了 杂化，所得杂化轨道在空间位置的关系是 ；,C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。,碳（C）外层电子结构：,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,4、乙炔分子中4个原子位于一条直线上，对其结构分子如下：,下列说法不正确的是（）,鲍林在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足。,A、C原子的四个杂化轨道的能量一样,所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。,下列分子中中心原子的杂化轨道类型与其他三个都不一样,下列说法不正确的是（）,同一原子中 s轨道与 p轨道杂化形成 sp2杂化轨道。,试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况,试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况,交流讨论,C,原子在形成乙烯分子时，碳原子的,2s,轨道与,2,个,2p,轨道发生杂化，形成,3,个,sp,2,杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个,C,原子的,2,个,sp,2,杂化轨道分别与,2,个,H,原子的,1s,轨道形成,2,个相同的,键，各自剩余的,1,个,sp,2,杂化轨道相互形成一个,键，各自没有杂化的,l,个,2p,轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成,键。所以，在乙烯分子中双键由一个,键和一个,键构成。,C,原子在形成乙炔分子时发生,sp,杂化，两个碳原子以,sp,杂化轨道与氢原子的,1s,轨道结合形成,键。各自剩余的,1,个,sp,杂化轨道相互形成,1,个,键，两个碳原子的未杂化,2p,轨道分别在,Y,轴和,Z,轴方向重叠形成,键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。,练习：,用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。,（,1,）,CO,2,（,2,）,H,2,O,（,3,）,HCHO,（,4,）,HCN,（,5,）,SO,3,练习：,1.,下列分子中中心原子的杂化轨道类型与其他三个都不一样,的是（）,22,D,.,PCl,3,2,、用,Pauling,的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，,下列说法不正确的是（）,A,、,C,原子的四个杂化轨道的能量一样,B,、,C,原子的,sp3,杂化轨道之间夹角一样,C,、,C,原子的,4,个价电子分别占据,4,个,sp3,杂化轨道,D,、,C,原子有,1,个,sp3,杂化轨道由孤对电子占据,D,D,3,、根据杂化轨道理论，请预测下列分子或离子,的几何构型：,CO,2,、,CO,3,2-,、,H,2,S,、,PH,3,4,、乙炔分子中,4,个原子位于一条直线上，对其结构分子如下：,（,1,）分子中的两个碳原子都发生了,杂化，所得杂化轨道在空间位置的关系是,；,（,2,）除了杂化轨道外，碳原子还有,个未参与杂化的,P,轨道，它们与杂化轨道在空间位置的关系是,；,（,3,）碳原子通过,轨道分别与氢原子和另一个碳原子形成,键，两个碳原子间通过未参与杂化的,P,轨道形成,个,键；,练习：,SP,直线形,2,互相垂直,2,个,SP,2,