高二化学共价键与分子的空间构型省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第2节节 共价键与分子空间构型共价键与分子空间构型109.5第第1课时课时第1页一、一些经典分子立体构型一、一些经典分子立体构型105 第2页甲烷甲烷4 4个个C C H H单键都应该是单键都应该是键，然而，碳键，然而，碳原子原子4 4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3 3个相互垂直个相互垂直2p2p轨道轨道和和1 1个球形个球形2s2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4 4个氢原子个氢原子1s 1s原子原子轨道重合，不可能得到四面体构型甲烷分子。轨道重合，不可能得到四面体构型甲烷分子。？为了处理这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，为了处理这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，碳原子价电子碳原子价电子:2S22P2思思索索第3页 杂化轨道理论杂化轨道理论杂化：杂化：原子内部能量相近原子轨道，在外界条件原子内部能量相近原子轨道，在外界条件 影响下重新组合过程叫原子轨道杂化影响下重新组合过程叫原子轨道杂化.杂化轨道：杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成一组新轨道原子轨道组合杂化后形成一组新轨道杂化轨道类型：杂化轨道类型：sp、sp2、sp3等杂化结果：等杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强原子轨道能力更强原子轨道杂化轨道用于杂化轨道用于:容纳容纳键电子和孤对电子键电子和孤对电子第4页1.sp1.sp3 3 杂化杂化C基态基态例例：CH4分子形成分子形成2s2p2s2p激发态激发态正四面体形正四面体形sp3 杂化态杂化态CHHHH109.5 同一个原子一个同一个原子一个 ns 轨道与三个轨道与三个 np 轨道进行轨道进行杂化组合为杂化组合为 sp3 杂化轨道。杂化轨道。sp3 杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角是是 109.5,分子几何构型为正四面体形。分子几何构型为正四面体形。第5页 为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间排斥最小，使轨道间排斥最小，4 4个杂化轨道伸展方向个杂化轨道伸展方向分别指向正四面体四个顶点。分别指向正四面体四个顶点。第6页 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合并重新组合成成4个能量与形状完全相同轨道。个能量与形状完全相同轨道。因为每个轨道中都含有因为每个轨道中都含有1/41/4s s轨道成份和轨道成份和3/43/4p p轨道成份，所以我们把这种轨道称之为轨道成份，所以我们把这种轨道称之为 spsp3 3杂化轨道。杂化轨道。第7页 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上原子上四个四个sp3杂化轨道相互重合后，就形成了四个杂化轨道相互重合后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同性质、能量和键角都完全相同S-SP3键，形键，形成一个正四面体构型分子。成一个正四面体构型分子。109.5第8页 形形成成份份子子时时，因因为为原原子子间间相相互互作作用用，使使同同一一原原子子内内部部能能量量相相近近不不一一样样类类型型原原子子轨轨道道重重新新组组合合形形成成一一组组新新能能量量相相同同杂杂化化轨轨道道。有有多多少少个个原原子子轨轨道道发发生生杂杂化化就就形形成成多少个杂化轨道多少个杂化轨道。第9页 杂化轨道电子云一头大，一杂化轨道电子云一头大，一头小，头小，成键时利用大一头，能够成键时利用大一头，能够使电子云重合程度更大使电子云重合程度更大，从而形，从而形成稳定化学键。即成稳定化学键。即杂化轨道增强杂化轨道增强了成键能力了成键能力。第10页 杂化轨道之间在空间取杂化轨道之间在空间取最大最大夹角夹角分布，使相互间分布，使相互间排斥能最小排斥能最小，故形成键较稳定。不一样类型杂故形成键较稳定。不一样类型杂化轨道之间夹角不一样，成键后化轨道之间夹角不一样，成键后所形成分子就含有不一样空间构所形成分子就含有不一样空间构型。型。第11页sp 杂化杂化 同一原子中同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一杂化成新轨道；一个个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新轨道杂化组合成两个新 sp 杂化轨道。杂化轨道。例：例：BeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化键合键合直线形直线形sp杂化态杂化态直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 第12页2.sp2.sp2 2 杂化杂化sp2 杂化轨道间夹角是杂化轨道间夹角是120度，分子几何构型为平度，分子几何构型为平面正三角形面正三角形2s2pB基态基态2s2p激发态激发态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态BF3分子形成分子形成BF FFFBF1200F第13页 乙烯中在轨道杂化时，乙烯中在轨道杂化时，有一个轨道有一个轨道未参加杂化，未参加杂化，只是只是s与两个与两个p轨道发生轨道发生杂化，形成三个相同杂化，形成三个相同sp2杂化轨道，三个杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形三个顶点。杂化轨道分别指向平面三角形三个顶点。未未杂化杂化p轨道垂直于轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。杂化轨道所在平面。杂杂化轨道间夹角为化轨道间夹角为120。第14页杂化类型spsp2sp3参加杂化原子轨道1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道间夹角180o120o109.5o空间构型直 线正三角形正四面体实 例BeCl2，C2H2BF3,BCl3CH4，CCl4sp型三种杂化第15页 为何氨分子键角为何氨分子键角是是107.3？第16页第17页OHH第18页 非中心原子：非中心原子：Cl、F、Br、I=H 提醒提醒：中心原子：同主族能够交换中心原子：同主族能够交换 （如（如N=P、S=O等）等）通常双原子分子中没有发生杂化通常双原子分子中没有发生杂化 第19页课堂练习课堂练习 写出以下分子杂化轨道类型及空间构型写出以下分子杂化轨道类型及空间构型 NH3、BeCl2、PCl3、BF3、CS2 H2O、Cl2O、SiCl4、CH3F、NI3第20页；http:/