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1、第二课时杂化轨道理论配合物理论 课标要求1了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，并能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。2能说明简单配合物的成键情况。1杂化轨道理论是为了解释分子的立体构型提出的一种价键理论。常见的杂化类型有sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。2价层电子对数为2、3、4时，中心原子分别是sp、sp2、sp3杂化。3sp杂化得到两个夹角为180的直线形杂化轨道，sp2杂化得到三个夹角为120的平面三角形杂化轨道，sp3杂化得到四个夹角为10928的四面体形杂化轨道。4由一个原子单方面提供而另一个原子接受孤电子对形成的共价键为配位键，金属离子或原子与某些
2、分子或离子，通过配位键形成配位化合物。1轨道的杂化与杂化轨道(1)概念：轨道的杂化：原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一组新轨道的过程。杂化轨道：杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道。(2)杂化轨道类型：杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目1个s轨道和1个p轨道1个s轨道和2个p轨道1个s轨道和3个p轨道杂化轨道的数目_2_3_4_特别提醒(1)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(ns，np)发生杂化，双原子分子中，不存在杂化过程。(2)杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。(3)杂化过程中，轨
3、道的形状发生变化，但杂化轨道的形状相同，能量相等。(4)杂化轨道只用于形成键或用来容纳未参与成键的孤电子对。2杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化类型spsp2sp3杂化轨道间的夹角_180_120_10928_立体构型名称直线形平面三角形正四面体形实例CO2、C2H2BF3、HCHOCH4、CCl4特别提醒当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，其分子不呈正四面体构型，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。1已
4、知：NCl3分子的立体构型为三角锥形，则氮原子的杂化方式是什么？提示：sp3。2已知：C2H4分子中的键角都约是120，则碳原子的杂化方式是什么？提示：sp2。3已知：SO3、SO2分子中，S原子上的价层电子对数均为3，则硫原子的杂化方式是什么？提示：sp2。判断中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的立体构型判断：若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为10928，则中心原子发生sp3
5、杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则中心原子发生sp杂化。(3)根据中心原子的价层电子对数判断：若价层电子对数为2，则中心原子发生sp杂化；若价层电子对数为3，则中心原子发生sp2杂化；若价层电子对数为4，则中心原子发生sp3杂化。(4)根据中心原子上有无键及键数目判断：若没有键，则为sp3杂化；若有一个键，则为sp2杂化；若有两个键，则为sp杂化。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道()(2)中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型可能是四面体形、三
6、角锥形或V形()(3)同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化()(4)杂化轨道能量集中，有利于牢固成键()答案：(1)(2)(3)(4)2s轨道和p轨道杂化的类型不可能有()Asp杂化Bsp2杂化Csp3杂化 Dsp4杂化解析：选Dnp轨道有三个：npx、npy、npz，当s轨道和p轨道杂化时只有三种类型：sp杂化：即一个s轨道和一个p轨道的杂化；sp2杂化：即一个s轨道和两个p轨道的杂化；sp3杂化：即一个s轨道和三个p轨道的杂化。3sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型是()A平面四方形 B四面体C四角锥形 D平面三角形解析：选Bsp3杂化形成的AB4型分子没有未成键的孤对电子，故其立体构型
7、应为四面体形，例如CH4、CF4等。1配位键(1)概念：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键，即“电子对给予接受键”，是一类特殊的共价键。(2)表示方法：配位键可以用AB来表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。例如：2配位化合物(1)概念：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物，简称配合物。(2)形成条件配体有孤电子对；中心原子有空轨道。(3)配合物的形成举例实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体Cu22NH3H2O= Cu(O
8、H)22NH，Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH，Cu(NH3)42SOH2O=Cu(NH3)4SO4H2O溶液颜色变成红色Fe33SCN=Fe(SCN)3向ZnCl2溶液中逐滴加入氨水至过量，最终会生成Zn(NH3)4Cl2。(1)配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子、配体、配位数分别是什么？(2)请描述过程中产生的实验现象？提示：(1)Zn、NH3、4。(2)溶液先变浑浊，生成白色沉淀，后沉淀溶解，溶液变澄清。1配合物的组成一般中心原子(或离子)的配位数为2、4、6。2配合物形成时性质的改变(1)溶解度的改变：一些难溶于水的金属化合物形成配合物后，易溶解，如AgClAg(N
9、H3)2。(2)颜色的改变：当简单离子形成配合物时颜色会发生改变，如Fe(SCN)3的形成。利用此性质可检验离子的存在。(3)稳定性改变：形成配合物后，物质的稳定性增强。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对()(2)配位键是一种特殊的共价键()(3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子()(4)共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子()答案：(1)(2)(3)(4)2下列过程与配合物的形成无关的是()A除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液B向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C向FeCl3溶液中加入KSCN溶液D向一定量
10、的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失解析：选AA项，除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；B项，AgNO3与氨水反应首先生成AgOH沉淀，继续反应生成了配合物离子Ag(NH3)2；C项，Fe3与KSCN反应生成了配合物离子Fe(SCN)n3n；D项，CuSO4与氨水反应生成了配合物离子Cu(NH3)42。三级训练节节过关1下列分子中，中心原子的杂化轨道类型相同的是()ACO2与SO2BCH4与NH3CBeCl2与BF3 DC2H4与C2H2解析：选BCO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，A不正确；CH4为sp3杂化，NH3也为sp3杂化，B正确；BeC
11、l2为sp杂化，BF3为sp2杂化，C不正确；C2H4为sp2杂化，C2H2为sp杂化，D不正确。2下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是()Asp杂化轨道的夹角最大Bsp2杂化轨道的夹角最大Csp3杂化轨道的夹角最大Dsp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等解析：选Asp、sp2、sp3杂化轨道的夹角分别为180、120、10928。3向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是()ACo(NH3)4Cl2Cl BCo(NH3)3Cl3CCo(NH3)6Cl3 DCo(NH3)5ClCl2解析：选B配合物的内界与外界由离子键结合，只要外界存在Cl，
12、加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀产生。而B项的配合物Co(NH3)3Cl3分子中，Co3、NH3、Cl全处于内界，很难电离，不存在Cl，所以加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀。4根据价层电子对互斥理论及原子的轨道杂化理论判断NF3分子的立体构型和中心原子的杂化方式为()A直线形sp杂化 B三角形sp2杂化C三角锥形sp2杂化 D三角锥形sp3杂化解析：选D在NF3分子中，N原子价层电子对数为4，可知中心原子的杂化方式为sp3杂化，立体构型为三角锥形。5下图是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题：甲醛分子的比例模型甲醛分子的球棍模型(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是_，作出
13、该判断的主要理由是_。(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是_(填序号)。单键双键键键键和键(3)甲醛分子中CH键与CH键间的夹角_(填“”“”或“”)120，出现该现象的主要原因是_。解析：(1)原子的杂化轨道类型不同，分子的立体构型也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。(2)醛类分子中都含有C=O键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是键和键的组合。(3)由于碳氧双键中存在键，它对CH键的排斥作用较强，所以甲醛分子中CH键与CH键间的夹角小于120。答案：(1)sp2杂化甲醛分子的立体结构为平面三角形(2)(3)碳氧双键中存在键，它对CH键的排斥作用较强1下列画线的原子的杂化轨道类型属于sp杂化的是()AH2O BNH3CC6H6 DC2H2解析：选DH2O中O、NH3中N价层电子对数均为4，均采取sp3杂化，C6H6分子为平面形分子，C采取sp2杂化，C2H2分子中含有两个键，C采取sp杂化。2下列分子的空间构型可用sp2杂化
