2.2.2 杂化轨道理论(共23张PPT)-2024年高二化学选择性必修2课件
文档属性
| 名称 | 2.2.2 杂化轨道理论(共23张PPT)-2024年高二化学选择性必修2课件 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 24.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-05 21:47:44 | ||
图片预览
文档简介
(共23张PPT)
人教版2019高中化学选择性必修2
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的空间结构
第2课时 杂化轨道理论
【课程目标】
1.了解杂化轨道理论的基本内容。
2.在理解杂化轨道理论的基础上，对分子的空间结构进行解释和预测。
写出碳原子的核外电子排布图
思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
【思考交流】
C
1s22s22p2
H
1s1
H
1s1
H
1s1
H
1s1
原子轨道重叠
CH4不可能得到正四面体形
【释疑解惑】
甲烷分子中C原子的1个2s轨道与3个2p轨道形成4个相同的sp3杂化轨道，夹角109°28′
甲烷分子中碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键，呈正四面体形。
原子轨道杂化
杂化轨道
在外界条件影响下，中心原子能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。
原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道。
①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数
②杂化改变了原子轨道的形状和方向
③杂化使原子的成键能力增强
④杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道
【任务一：杂化轨道理论】
中心原子 外界条件 能量相近的轨道
杂化轨道理论要点
杂化前后的变与不变
变：轨道的成分、能量、形状、方向
不变：原子轨道的数目
轨道成键时更有利于轨道间的重叠
满足最小排斥，最大夹角分布
【任务一：杂化轨道理论】
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
一个s轨道与三个p轨道杂化后，得四个sp3杂化轨道，它们的能量相同、方向不同，各指向四面体的四个顶角。相互的键角θ=109 28′
例如：CH4,CCl4
1.sp3杂化
【任务一：杂化轨道理论】
在学习价层电子对互斥模型时，知道NH3和H2O的VSEPR模型跟CH4一样也是四面体形，因此它们的中心原子也是采取了sp3杂化。
109°28′
107°
105°
【任务一：杂化轨道理论】
NH3 空间结构：三角锥形
键角：107o
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp3杂化
2s
2p
【任务一：杂化轨道理论】
请模仿NH3的中心原子N的杂化和成键过程，尝试用杂化轨道理论来解释H2O的空间结构。
105°
【学生活动】
H2O 空间结构：V形
键角为：105o
sp3杂化
2s
2p
105°
109°28′
sp2杂化轨道——BF3分子的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子碳碳双键的形成。
2.sp2杂化
【任务一：杂化轨道理论】
一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，呈平面三角形，互成120 例如：SO2 BF3
sp2杂化轨道——BF3分子的形成
B原子基态电子排布轨道表示式
2.sp2杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
CH2=CH2
2.sp2杂化
sp杂化轨道——BeCl2分子的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。
3.sp杂化
【任务一：杂化轨道理论】
sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
sp杂化轨道——BeCl2分子的形成
Be原子基态电子排布轨道表示式
3.sp杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
CH CH
3.sp杂化
中心原子的杂化类型与VSEPR模型的关系。
杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
杂化轨道数 ＝ 价层电子对数
＝ 中心原子孤电子对数+中心原子σ键电子对数
形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。
【归纳小结】
价层电子对数 中心原子的 杂化轨道类型 VSEPR
理想模型
2 sp 直线形
3 sp2 平面三角形
4 sp3 四面体形
VSEPR模型—预测分子的空间结构
杂化轨道理论—解释分子的空间结构
【归纳小结】
价电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 杂化轨道数 中心原子的杂化轨道类型 分子的空间结构 实例
BeCl2、CO2
SO2
H2O
SO3
NH3
CH4、CCl4
直线形
平面三角形
四面体形
平面三角形
四面体形
正四面体形
sp
sp2
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系
sp3
直线形
V形
V形
平面三角形
三角锥形
正四面体形
2
3
4
3
4
4
2
3
4
3
4
4
【归纳小结】
B
【课堂练习】
【拓展延伸】
【拓展延伸】
人教版2019高中化学选择性必修2
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的空间结构
第2课时 杂化轨道理论
【课程目标】
1.了解杂化轨道理论的基本内容。
2.在理解杂化轨道理论的基础上，对分子的空间结构进行解释和预测。
写出碳原子的核外电子排布图
思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
【思考交流】
C
1s22s22p2
H
1s1
H
1s1
H
1s1
H
1s1
原子轨道重叠
CH4不可能得到正四面体形
【释疑解惑】
甲烷分子中C原子的1个2s轨道与3个2p轨道形成4个相同的sp3杂化轨道，夹角109°28′
甲烷分子中碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键，呈正四面体形。
原子轨道杂化
杂化轨道
在外界条件影响下，中心原子能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。
原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道。
①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数
②杂化改变了原子轨道的形状和方向
③杂化使原子的成键能力增强
④杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道
【任务一：杂化轨道理论】
中心原子 外界条件 能量相近的轨道
杂化轨道理论要点
杂化前后的变与不变
变：轨道的成分、能量、形状、方向
不变：原子轨道的数目
轨道成键时更有利于轨道间的重叠
满足最小排斥，最大夹角分布
【任务一：杂化轨道理论】
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
一个s轨道与三个p轨道杂化后，得四个sp3杂化轨道，它们的能量相同、方向不同，各指向四面体的四个顶角。相互的键角θ=109 28′
例如：CH4,CCl4
1.sp3杂化
【任务一：杂化轨道理论】
在学习价层电子对互斥模型时，知道NH3和H2O的VSEPR模型跟CH4一样也是四面体形，因此它们的中心原子也是采取了sp3杂化。
109°28′
107°
105°
【任务一：杂化轨道理论】
NH3 空间结构：三角锥形
键角：107o
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp3杂化
2s
2p
【任务一：杂化轨道理论】
请模仿NH3的中心原子N的杂化和成键过程，尝试用杂化轨道理论来解释H2O的空间结构。
105°
【学生活动】
H2O 空间结构：V形
键角为：105o
sp3杂化
2s
2p
105°
109°28′
sp2杂化轨道——BF3分子的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子碳碳双键的形成。
2.sp2杂化
【任务一：杂化轨道理论】
一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，呈平面三角形，互成120 例如：SO2 BF3
sp2杂化轨道——BF3分子的形成
B原子基态电子排布轨道表示式
2.sp2杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
CH2=CH2
2.sp2杂化
sp杂化轨道——BeCl2分子的形成
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。
3.sp杂化
【任务一：杂化轨道理论】
sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
sp杂化轨道——BeCl2分子的形成
Be原子基态电子排布轨道表示式
3.sp杂化
未参与杂化的p轨道可用于形成π键
CH CH
3.sp杂化
中心原子的杂化类型与VSEPR模型的关系。
杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
杂化轨道数 ＝ 价层电子对数
＝ 中心原子孤电子对数+中心原子σ键电子对数
形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。
【归纳小结】
价层电子对数 中心原子的 杂化轨道类型 VSEPR
理想模型
2 sp 直线形
3 sp2 平面三角形
4 sp3 四面体形
VSEPR模型—预测分子的空间结构
杂化轨道理论—解释分子的空间结构
【归纳小结】
价电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 杂化轨道数 中心原子的杂化轨道类型 分子的空间结构 实例
BeCl2、CO2
SO2
H2O
SO3
NH3
CH4、CCl4
直线形
平面三角形
四面体形
平面三角形
四面体形
正四面体形
sp
sp2
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系
sp3
直线形
V形
V形
平面三角形
三角锥形
正四面体形
2
3
4
3
4
4
2
3
4
3
4
4
【归纳小结】
B
【课堂练习】
【拓展延伸】
【拓展延伸】