化学人教版（2019）选择性必修2 2.2.4杂化轨道理论简介（共20张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 2.2.4杂化轨道理论简介（共20张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 25.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-19 21:25:02 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第二章第二节第4课时
《杂化轨道理论简介》
人教版 选择性必修2
活动1：请写出基态碳原子的价层电子排布图
思考
C原子价层轨道表示式：
H原子价层轨道表示式：
为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
2s
2p
1s
电子跃迁
电子跃迁
2s
2p
基态碳原子
激发态
能量相近的原子轨道
2s
2p
杂化轨道理论
甲烷的4个C—H单键都是σ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，不可能得到正四面体构型的甲烷分子
为解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，用于解释分子的空间结构
2s
2px
2py
2pz
X
杂化轨道理论
混杂
- CH4分子中心原子杂化轨道的形成过程
混杂前后轨道总数不变
杂化轨道能量相同、
方向不同
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量相同的但方向不同的轨道。我们把这种轨道称为 sp3杂化轨道
电子跃迁
2s
2p
基态碳原子
激发态
能量相近的原子轨道
2s
2p
sp3 杂化轨道
sp3杂化轨道特点：形状为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道，每两个轨道间的夹角为 ，空间构型为 。
思考：为了使4个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向应成什么空间构型
杂化轨道理论
—sp3杂化
正四面体形
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
4个能量相同、方向不同的sp3杂化轨道
109°28′
正四面体形
杂化轨道理论
重叠成键
碳原子sp3 杂化轨道
1s
1s
1s
1s
4个C-H σ键
基态氢原子
- CH4分子中心原子杂化轨道的形成过程
1s
1s
1s
1s
1s
杂化轨道理论
- CH4分子中心原子杂化轨道的形成过程
杂化轨道理论
1. 的原子轨道发生混杂
电子
跃迁
重叠
成键
轨道
混杂
理论要点：
莱纳斯·卡尔·鲍林
（1901-1994）
各种空间结构
2. 生成杂化轨道 相同、 不同
3. 混杂前后轨道 不变
4. 体系的 降到最低（轨道间的排斥力最小）
能量
方向
能量相近
总数
能量
B的价层电子排布：
- BF3分子中心原子杂化轨道的形成过程
杂化轨道理论
电子跃迁
混杂
2s
2p
基态硼原子
2s
2p
激发态
sp2 杂化轨道
2p
120°
2s22p1
sp2杂化轨道特点：形状为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道，两个轨道间的夹角为 ，空间构型为 。
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
杂化轨道理论
—sp2杂化
120°
平面三角形
sp2杂化轨道
180°
Cl
Cl
Be
杂化轨道理论
- BeCl2分子中心原子杂化轨道的形成过程
Be的价层电子排布：
2s2
电子跃迁
2s
2p
基态铍原子
2s
2p
激发态
混杂
sp 杂化轨道
2p
sp杂化轨道特点：形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道，两个轨道间的夹角为 ，呈 。
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
杂化轨道理论
—sp杂化
sp 杂化：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
180°
直线形
杂化类型的判断方法：
杂化轨道类型判断
价层电子对数
= σ键电子对数 +
中心原子上的孤电子对数
2s22p3
sp3杂化轨道用于 或用来 。
用杂化轨道理论解释NH3的空间结构
N的价层电子排布：
2s
2p
基态氮原子
混杂
sp3杂化轨道
形成σ键
容纳未参与成键的孤电子对
NH3的形成：3个H原子分别以3个s轨道与N原子上的3个sp3杂化轨道相互重叠后，形成了3个能量和键角都完全相同的 键，从而构成一个 分子。
s-sp3σ
三角锥形
2s22p4
H2O的形成：2个H原子分别以2个s轨道与O原子上的2个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了2个能量和键角都完全相同的 键，从而构成一个 分子。
用杂化轨道理论解释H2O的空间结构
O的价层电子排布：
2s
2p
基态氧原子
混杂
sp3杂化轨道
s-sp3σ
V形
用杂化轨道理论解释C2H4的空间结构
2s
2p
C的价层电子排布：
2s22p2
基态碳原子
混杂
2s
2p
电子跃迁
激发态
sp2 杂化轨道
用杂化轨道理论解释C2H2的空间结构
C的价层电子排布：
2s22p2
2s
2p
基态碳原子
电子跃迁
激发态
2s
2p
混杂
sp杂化轨道
课堂练习1
物质 价层电 子对数 中心原子杂化轨道类型 杂化轨道/电子对空间构型 轨道 夹角 分子空 间构型 键角
BeCl2
CO2 BF3
CH4
NH4+ H2O
NH3
PCl3 4+0
2+2
3+1
sp
sp2
sp3
直线形
平面三角形
正四面体
180°
120°
109.5°
直线形
平面三角形
正四
面体
V形
三角锥形
180°
120°
109.5°
105°
107°
3+1
4+0
3+0
2+0
2+0
CH2O分子有 个σ键，有 个π键，中心原子有 对孤对电子，价层电子对数为 ，对应 个杂化轨道，所以该中心原子的杂化类型为 。
3
3
3
0
1
sp2
课堂练习2
第二章第二节第4课时
《杂化轨道理论简介》
人教版 选择性必修2
活动1：请写出基态碳原子的价层电子排布图
思考
C原子价层轨道表示式：
H原子价层轨道表示式：
为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
2s
2p
1s
电子跃迁
电子跃迁
2s
2p
基态碳原子
激发态
能量相近的原子轨道
2s
2p
杂化轨道理论
甲烷的4个C—H单键都是σ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，不可能得到正四面体构型的甲烷分子
为解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，用于解释分子的空间结构
2s
2px
2py
2pz
X
杂化轨道理论
混杂
- CH4分子中心原子杂化轨道的形成过程
混杂前后轨道总数不变
杂化轨道能量相同、
方向不同
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量相同的但方向不同的轨道。我们把这种轨道称为 sp3杂化轨道
电子跃迁
2s
2p
基态碳原子
激发态
能量相近的原子轨道
2s
2p
sp3 杂化轨道
sp3杂化轨道特点：形状为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道，每两个轨道间的夹角为 ，空间构型为 。
思考：为了使4个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向应成什么空间构型
杂化轨道理论
—sp3杂化
正四面体形
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
4个能量相同、方向不同的sp3杂化轨道
109°28′
正四面体形
杂化轨道理论
重叠成键
碳原子sp3 杂化轨道
1s
1s
1s
1s
4个C-H σ键
基态氢原子
- CH4分子中心原子杂化轨道的形成过程
1s
1s
1s
1s
1s
杂化轨道理论
- CH4分子中心原子杂化轨道的形成过程
杂化轨道理论
1. 的原子轨道发生混杂
电子
跃迁
重叠
成键
轨道
混杂
理论要点：
莱纳斯·卡尔·鲍林
（1901-1994）
各种空间结构
2. 生成杂化轨道 相同、 不同
3. 混杂前后轨道 不变
4. 体系的 降到最低（轨道间的排斥力最小）
能量
方向
能量相近
总数
能量
B的价层电子排布：
- BF3分子中心原子杂化轨道的形成过程
杂化轨道理论
电子跃迁
混杂
2s
2p
基态硼原子
2s
2p
激发态
sp2 杂化轨道
2p
120°
2s22p1
sp2杂化轨道特点：形状为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道，两个轨道间的夹角为 ，空间构型为 。
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
杂化轨道理论
—sp2杂化
120°
平面三角形
sp2杂化轨道
180°
Cl
Cl
Be
杂化轨道理论
- BeCl2分子中心原子杂化轨道的形成过程
Be的价层电子排布：
2s2
电子跃迁
2s
2p
基态铍原子
2s
2p
激发态
混杂
sp 杂化轨道
2p
sp杂化轨道特点：形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道，两个轨道间的夹角为 ，呈 。
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
杂化轨道理论
—sp杂化
sp 杂化：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
180°
直线形
杂化类型的判断方法：
杂化轨道类型判断
价层电子对数
= σ键电子对数 +
中心原子上的孤电子对数
2s22p3
sp3杂化轨道用于 或用来 。
用杂化轨道理论解释NH3的空间结构
N的价层电子排布：
2s
2p
基态氮原子
混杂
sp3杂化轨道
形成σ键
容纳未参与成键的孤电子对
NH3的形成：3个H原子分别以3个s轨道与N原子上的3个sp3杂化轨道相互重叠后，形成了3个能量和键角都完全相同的 键，从而构成一个 分子。
s-sp3σ
三角锥形
2s22p4
H2O的形成：2个H原子分别以2个s轨道与O原子上的2个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了2个能量和键角都完全相同的 键，从而构成一个 分子。
用杂化轨道理论解释H2O的空间结构
O的价层电子排布：
2s
2p
基态氧原子
混杂
sp3杂化轨道
s-sp3σ
V形
用杂化轨道理论解释C2H4的空间结构
2s
2p
C的价层电子排布：
2s22p2
基态碳原子
混杂
2s
2p
电子跃迁
激发态
sp2 杂化轨道
用杂化轨道理论解释C2H2的空间结构
C的价层电子排布：
2s22p2
2s
2p
基态碳原子
电子跃迁
激发态
2s
2p
混杂
sp杂化轨道
课堂练习1
物质 价层电 子对数 中心原子杂化轨道类型 杂化轨道/电子对空间构型 轨道 夹角 分子空 间构型 键角
BeCl2
CO2 BF3
CH4
NH4+ H2O
NH3
PCl3 4+0
2+2
3+1
sp
sp2
sp3
直线形
平面三角形
正四面体
180°
120°
109.5°
直线形
平面三角形
正四
面体
V形
三角锥形
180°
120°
109.5°
105°
107°
3+1
4+0
3+0
2+0
2+0
CH2O分子有 个σ键，有 个π键，中心原子有 对孤对电子，价层电子对数为 ，对应 个杂化轨道，所以该中心原子的杂化类型为 。
3
3
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1
sp2
课堂练习2