人教版高二化学选修3第二章第二节分子的立体构型第2课时 （共21张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二化学选修3第二章第二节分子的立体构型第2课时 （共21张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 943.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-05-08 21:58:29 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
选修三 第二章
第二节 分子的立体构型
——杂化轨道理论简介
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜——是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
【情景导入】
分子中的4个C—H键是完全等同的，每两个键之间的键角都是109°28′。
1、甲烷分子的立体构型是什么？分子中有几个C-H键？比较这几个化学键的键长、键角、键能有没有不同？
·正四面体型
·4个C-H键
【学习讨论】
2、从甲烷分子中C-H键的数目，说明中心原子C在与H化合时应有几个未成对电子？由C原子的价电子排布可知：C原子的未成对电子是多少？由此推测基态C原子的最外层电子发生了什么样的变化？
跃迁
·最外层s电子发生了跃迁
3、电子跃迁后，得到的四个原子轨道有没有差别？那么由这四个原子轨道结合H原子形成的4个C-H键应该有无差别？
解决问题的方法是建立新的理论---美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论。
这与实际测得甲烷分子中的4个C-H键的键长，键能、键角有没有矛盾？解决这一矛盾的出路是什么？
4、阅读课本P39并思考：鲍林是怎么解决这个矛盾的，如何解释甲烷分子的正四面体结构？
杂化
杂化态
------以上就是杂化轨道理论的观点
在形成分子时，由于原子的相互影响，同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的“杂化”（混合平均化）
1. 杂化轨道概念
三、杂化轨道理论简介
【新知构建】
2.要点
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近；
（2）杂化前后原子轨道数目不变；
（3）为使相互间排斥力最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同；
sp3杂化轨道的形成过程
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为109°28′
空间构型为正四面体型
3.杂化轨道的类型
【合作探究】
已知： BF3分子中共有三个σ键，为平面三角形分子（键角120°）。
B
问题：BF3 分子中心原子有没有发生杂化？为什么？如果发生杂化，是哪些轨道发生杂化？
B原子的杂化过程：
sp2杂化轨道的形成过程
120°
每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，
含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
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。
当有1个s轨道和3个相互垂直的p轨道参与杂化，得到了sp3杂化轨道；有1个s轨道和2个p轨道参与杂化，得到的是sp2杂化轨道。依此类推，当只有1个s轨道和1个p轨道参与杂化，应该属于什么杂化类型？有何特点？
sp杂化轨道的形成过程
180°
每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，
含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分
两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
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。
*
1个s轨道，3个p轨道
4
1/4 s 轨道
3/4 p 轨道
1个s轨道，2个p轨道
3
1/3 s 轨道
2/3 p 轨道
1个s轨道，1个p轨道
2
1/2 s 轨道
1/2 p 轨道
杂化轨道理论的类型
杂化类型 参与杂化的轨道类型和数目 杂化轨道数目 每个杂化轨道成分 杂化轨道
互斥模型
sp3杂化
sp2杂化
sp杂化 O
四面体形
sp3
sp3
sp3
sp2
sp
4
4
4
3
2
2
2
3
1
4
0
3
0
0
2
四面体形
正四面体形
平面三角形
直线形
【学以致用】
分子
VSEPR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
NH3
CH4
BF3
CO2
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数
中心原子价层电子对数
= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
知识小结
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
2.杂化轨道理论的要点
3.三种sp杂化轨道类型的比较
sp杂化轨道—直线形，夹角180° 2个
sp2杂化轨道—平面三角形，夹角120°3个
sp3杂化轨道—正四面体形，夹角109°28′4个
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
已知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？
【总结拓展】
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（ ）
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
B
2、对SO2与CO2说法正确的是（ ）
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化轨道
C． S原子和C原子上都没有孤对电子
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
D
3、写出下列分子的路易斯结构式并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。
(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2
选修三 第二章
第二节 分子的立体构型
——杂化轨道理论简介
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜——是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
【情景导入】
分子中的4个C—H键是完全等同的，每两个键之间的键角都是109°28′。
1、甲烷分子的立体构型是什么？分子中有几个C-H键？比较这几个化学键的键长、键角、键能有没有不同？
·正四面体型
·4个C-H键
【学习讨论】
2、从甲烷分子中C-H键的数目，说明中心原子C在与H化合时应有几个未成对电子？由C原子的价电子排布可知：C原子的未成对电子是多少？由此推测基态C原子的最外层电子发生了什么样的变化？
跃迁
·最外层s电子发生了跃迁
3、电子跃迁后，得到的四个原子轨道有没有差别？那么由这四个原子轨道结合H原子形成的4个C-H键应该有无差别？
解决问题的方法是建立新的理论---美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论。
这与实际测得甲烷分子中的4个C-H键的键长，键能、键角有没有矛盾？解决这一矛盾的出路是什么？
4、阅读课本P39并思考：鲍林是怎么解决这个矛盾的，如何解释甲烷分子的正四面体结构？
杂化
杂化态
------以上就是杂化轨道理论的观点
在形成分子时，由于原子的相互影响，同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的“杂化”（混合平均化）
1. 杂化轨道概念
三、杂化轨道理论简介
【新知构建】
2.要点
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近；
（2）杂化前后原子轨道数目不变；
（3）为使相互间排斥力最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同；
sp3杂化轨道的形成过程
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为109°28′
空间构型为正四面体型
3.杂化轨道的类型
【合作探究】
已知： BF3分子中共有三个σ键，为平面三角形分子（键角120°）。
B
问题：BF3 分子中心原子有没有发生杂化？为什么？如果发生杂化，是哪些轨道发生杂化？
B原子的杂化过程：
sp2杂化轨道的形成过程
120°
每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，
含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
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。
当有1个s轨道和3个相互垂直的p轨道参与杂化，得到了sp3杂化轨道；有1个s轨道和2个p轨道参与杂化，得到的是sp2杂化轨道。依此类推，当只有1个s轨道和1个p轨道参与杂化，应该属于什么杂化类型？有何特点？
sp杂化轨道的形成过程
180°
每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，
含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分
两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
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。
*
1个s轨道，3个p轨道
4
1/4 s 轨道
3/4 p 轨道
1个s轨道，2个p轨道
3
1/3 s 轨道
2/3 p 轨道
1个s轨道，1个p轨道
2
1/2 s 轨道
1/2 p 轨道
杂化轨道理论的类型
杂化类型 参与杂化的轨道类型和数目 杂化轨道数目 每个杂化轨道成分 杂化轨道
互斥模型
sp3杂化
sp2杂化
sp杂化 O
四面体形
sp3
sp3
sp3
sp2
sp
4
4
4
3
2
2
2
3
1
4
0
3
0
0
2
四面体形
正四面体形
平面三角形
直线形
【学以致用】
分子
VSEPR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
NH3
CH4
BF3
CO2
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数
中心原子价层电子对数
= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
知识小结
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
2.杂化轨道理论的要点
3.三种sp杂化轨道类型的比较
sp杂化轨道—直线形，夹角180° 2个
sp2杂化轨道—平面三角形，夹角120°3个
sp3杂化轨道—正四面体形，夹角109°28′4个
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
已知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？
【总结拓展】
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（ ）
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
B
2、对SO2与CO2说法正确的是（ ）
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化轨道
C． S原子和C原子上都没有孤对电子
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
D
3、写出下列分子的路易斯结构式并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。
(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2