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1、 选修三修三 第二章第二章第二第二节 分子的立体构型分子的立体构型 杂化化轨道理道理论简介介1a本本节课主要主要讨论的几个的几个问题为什么要建立和学什么要建立和学习杂化化轨道理道理论？杂化化轨道理道理论的要点有哪些？的要点有哪些？杂化化轨道有哪几种道有哪几种类型？型？怎么运用怎么运用杂化化轨道理道理论来分析和解决来分析和解决问题？2a【学学习讨论】分子中的分子中的4 4个个CHCH键是完全等同的，每是完全等同的，每两个两个键之之间的的键角都是角都是1092810928。1 1、甲、甲烷烷分子的立体构型是什么？分子中有分子的立体构型是什么？分子中有几个几个C-HC-H键键？比？比较这较这几个化学
2、几个化学键键的的键长键长、键键角、角、键键能有没有不同？能有没有不同？正四面体型正四面体型4 4个个C-HC-H键一、一、为什么要建立什么要建立杂化化轨道理道理论3a2 2、从甲从甲烷分子中分子中C-HC-H键的数目，的数目，说明中心明中心原子原子C C在与在与H H化合化合时应有几个未成有几个未成对电子子？由？由C C原子的价原子的价电子排布可知：子排布可知：C C原子的原子的未成未成对电子是多少？由此推子是多少？由此推测基基态C C原子原子的最外的最外层电子子发生了什么生了什么样的的变化？化？跃迁迁【学学习讨论】2p2s激激发态最外最外层s s电子子发生了生了跃迁迁2s2p基基态C:4a3
3、 3、电电子子跃跃迁后，得到的四个原子迁后，得到的四个原子轨轨道有没有道有没有差异？那么由差异？那么由这这四个原子四个原子轨轨道道结结合合H H原子形成原子形成的的4 4个个C-HC-H键应该键应该有无差异？有无差异？【学学习讨论】解决解决问题的方法是建立新的理的方法是建立新的理论-美国化学美国化学家家鲍林提出了林提出了杂化化轨道理道理论。这与与实际测得甲得甲烷分子中的分子中的4 4个个C-HC-H键的的键长，键能、能、键角有没有矛盾？解决角有没有矛盾？解决这一矛盾的出路一矛盾的出路是什么？是什么？5a【学学习讨论】4 4、阅读课本本P39P39并思考：并思考：鲍林是怎么解决林是怎么解决这个矛
4、个矛盾的，如何解盾的，如何解释甲甲烷分子的正四面体分子的正四面体结构？构？动画画视频2s2p基基态C:跃迁迁2p2s激激发态杂化化杂化化态-以上就是以上就是杂化化轨道理道理论的的观点点6a二、二、杂化化轨道理道理论有哪些要点？有哪些要点？1、什么是“杂化？ 在形成多原子分子的在形成多原子分子的过过程中，中程中，中心原子的假心原子的假设设干能量相近的原子干能量相近的原子轨轨道重新道重新组组合，形成一合，形成一组组新的新的轨轨道，道，这这个个过过程叫做程叫做轨轨道的道的杂杂化。化。产产生的新生的新轨轨道叫道叫杂杂化化轨轨道。道。7a四四变成分成分能量能量形状形状伸展方向伸展方向一一不不变：轨道数目
5、道数目【思考与交流】【思考与交流】 1 1 甲甲烷烷分子中分子中C C原子的原子的轨轨道道杂杂化化过过程前程前后，后，发发生了哪些生了哪些变变化？哪些没有化？哪些没有变变化化？2 2杂化后的化后的轨道在空道在空间的分布要遵守的分布要遵守VSEPRVSEPR理理论吗？那么？那么4 4个完全相同的个完全相同的杂化化轨道在空道在空间应该怎怎样分布？分布？8a2 2、杂化化轨道理道理论的要点的要点 杂杂化化轨轨道在空道在空间间构型上都具有一定的构型上都具有一定的对对称性称性 原原因因 四四变 成分成分 能量能量形状形状 伸展方向伸展方向一一不不变：轨道数目道数目9a【杂化化轨道的道的类型型讨论】 像甲
6、像甲烷分子中碳原子分子中碳原子这样，由，由1 1个个s s轨道道和和3 3个个p p轨道道杂化后，形成化后，形成4 4个新个新轨道道。spsp3 3杂化化呈呈正四面体形，正四面体形，夹角角为1092810928 。概概念念特特点点1 1成分：成分：每个每个spsp3 3杂化化轨道有道有 1/4 1/4 s s 轨道道和和 3/4 3/4 p p 轨道道2 2空空间构型：构型：10a 【合作探究合作探究】 ： BF3 BF3分子中共有三个分子中共有三个键键，为为平面三角形分子平面三角形分子 键键角角120120 。120FFFB B 问题：BFBF3 3 分子中心原分子中心原子有没有子有没有发生
7、生杂化？化？为什什么？如果么？如果发生生杂化，是哪化，是哪些些轨道道发生生杂化？化？11aB B原子的原子的杂化化过程：程：动画画视频12a【杂化化轨道的道的类型型讨论】由由1 1个个s s轨道道和和2 2个个p p轨道道杂化化后，形成后，形成3 3个新个新轨道道。spsp2 2杂化化3 3个个spsp2 2杂化化轨道呈道呈平面三平面三角形，角形，夹角角为120120概概念念特特点点1 1成分：成分：每个每个spsp2 2杂化化轨道有道有 1/3 1/3 s s 轨道道和和 2/3 2/3 p p 轨道道2 2空空间构型：构型：13a【问题思考思考】 当有当有1 1个个s s轨道和道和3 3个
8、相互垂直的个相互垂直的p p轨道参与道参与杂化，得到了化，得到了spsp3 3杂化化轨道；有道；有1 1个个s s轨道和道和2 2个个p p轨道参与道参与杂化，得到的是化，得到的是spsp2 2杂化化轨道。依此道。依此类推，推，当只有当只有1 1个个s s轨道和道和1 1个个p p轨道参与道参与杂化，化，应该属于什么属于什么杂化化类型？有何特点？型？有何特点？动画画视频14a【杂化化轨道的道的类型型讨论】由由1 1个个s s轨道道和和1 1个个p p轨道道杂化化后，形成后，形成2 2个新个新轨道道。spsp杂化化2 2个个spsp杂化化轨道呈道呈直直线形，形，夹角角为180180概概念念特特点
9、点1 1成分：成分：每个每个spsp杂化化轨道有道有 1/2 1/2 s s 轨道道和和 1/2 1/2 p p 轨道道2 2空空间构型：构型：15a16杂化化类型型参与参与杂化化的的轨道道类型和数目型和数目杂化化轨道道数目数目每个每个杂化化轨道道成分成分杂化化轨道道互斥模型互斥模型sp3杂化化sp2杂化化sp杂化化O 1 1个个s s轨道，道，3 3个个p p轨道道4 41/4 s 1/4 s 轨轨道道3/4 p 3/4 p 轨轨道道1 1个个s s轨道，道，2 2个个p p轨道道3 31/3 s 1/3 s 轨轨道道2/3 p 2/3 p 轨轨道道1 1个个s s轨道，道，1 1个个p p
10、轨道道2 21/2 s 1/2 s 轨轨道道1/2 p 1/2 p 轨轨道道三、三、杂化化轨道理道理论的的类型型16a四、运用四、运用杂化化轨道理道理论来分析和来分析和解决解决问题的方法的方法 所以从所以从杂化化类型可以分析分子的型可以分析分子的结构。反构。反过来，从分子的空来，从分子的空间结构可以推构可以推测分子里中心原子的分子里中心原子的轨道道杂化化类型。型。 特定的特定的杂化化类型，其型，其杂化化轨道就具有特定的空道就具有特定的空间构型。构型。17a【课堂堂练习】 完成下表完成下表 归纳小小结分子分子VSEPRVSEPR模型模型杂化轨道类型杂化轨道数目中心原子结合的原子数孤电子对数H2O
11、NH3CH4BF3CO2四四面体形面体形spsp3 3spsp3 3spsp3 3spsp2 2spsp4 44 44 43 32 22 22 23 31 14 40 03 30 00 02 2四四面体形面体形正正四四面体形面体形平面平面三三角形角形直直线形形18a杂化化轨道数道数= =孤孤电子子对数中心原子数中心原子结合的原子合的原子数数中心原子中心原子杂化化类型判断的型判断的简单方法：方法：【方法【方法讨论讨论】：如果】：如果对对某种分子的立体构型和某种分子的立体构型和杂杂化化类类型都不清楚，型都不清楚，还还能采用什么能采用什么简单简单的方法得出的方法得出该该分子中心原子的分子中心原子的杂
12、杂化化类类型？型？ 提示：从提示：从杂杂化化轨轨道道数目入手数目入手 = = 中心原子价中心原子价层电子子对数数价价层电子子对要包括要包括键电子子对吗？19a【思考】 乙烯的分子所有原子在空间处于同一平面上，判断乙烯分子的碳原子采用的是什么杂化类型？它的杂化轨道用于形成什么类型的化学键？最外层未杂化的轨道形成什么类型的化学键？ 20a【温馨提示温馨提示】 杂化化轨道只用于形成道只用于形成键或者用来容或者用来容纳未参与成未参与成键的的孤孤电子子对。而。而未参与未参与杂化化的的p p轨道可道可用于形成用于形成键。21a 请请判断以下分子或离子的判断以下分子或离子的VSEPRVSEPR模型和中心原子
13、的模型和中心原子的轨轨道道杂杂化化类类型：型： H3O+ H3O+ 、 CO32- CO32- 、H2SH2S、 PH3 PH3 【稳稳固固练习练习】22a 一、一、为什么要建立什么要建立杂化化轨道理道理论二、二、杂化化轨道理道理论的要点的要点 三、三、杂化化轨道理道理论的的类型型spsp3 3杂化化、spsp2 2杂化化、spsp杂化化四、运用四、运用杂化化轨道理道理论分析和解决分析和解决问题的方法的方法 杂化化轨道数道数 = = 孤孤电子子对数中心原子数中心原子结合的原子合的原子数数= = 中心原子价中心原子价层电子子对数数杂化化轨道理道理论简介介1 1、概念；、概念；2 2、要点：、要点
14、：四四变、一一不不变、对称性称性23a20212021年江年江苏高考高考2121题节选元素元素X X位于第四周位于第四周期，其基期，其基态原子的内原子的内层轨道全部排道全部排满电子，且子，且最外最外层电子数子数为2 2。元素。元素Y Y基基态原子的原子的3p3p轨道上道上有有4 4个个电子。元素子。元素Z Z的原子最外的原子最外层电子数是其内子数是其内层的的3 3倍。倍。2 2在在Y Y的的氢化物化物(H2Y)(H2Y)分子中，分子中，Y Y原子原子轨道的道的杂化化类型是型是 4 4Y Y 与与Z Z可形成可形成YZ42YZ42 YZ42 YZ42的空的空间构型构型为 【高考高考对接接】24a【知知识迁移迁移】1 1、试判断判断H H2 2O O、NHNH3 3、CHCH4 4的的杂化化轨道道类型？型？VSEPRVSEPR模型分模型分别是？是？2 2、既然三者是同、既然三者是同样的的杂化化轨道道类型，但是型，但是为什么它什么它们的的VSEPRVSEPR模型却有区模型却有区别？25a
