人教版高二化学选修三第二章第二节2．2．1杂化轨道理论 第一课时（共24张PPT）

(共24张PPT)
杂化轨道
第一课时
化学
化学式：最简整数比
离子晶体
共价键

σ键
π键
键参数

键能
键长
键角
衡量化学键稳定性

描述分子的立体结构的重要因素
成键方式 “头碰头”,呈轴对称
成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称

共用电子对
有饱和性和方向性
共价分子：有具体分子式
BeCl2
Be：IIA Cl：VIIA
Be
Al
电负性： 1.5 3.0
差值：1.5<1.7






2s
2p
Be原子的基态





3s
3p
… …
Cl Be Cl








2s
2p
美国科学家鲍林受生物杂交思想的启发于1931年提出杂化轨道理论，成功解决这一问题。他认为－－－
在同一个原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道“混合”起来，杂化后形成同等数目的能量完全相同的新轨道，这些新轨道重新分配能量和空间方向，组成成键能力更强的杂化轨道






2s
2p
Be原子的基态
2s
2p






激发态

激发


sp杂化轨道


2p
杂化



杂化轨道的角度部分一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使轨道重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成键能力。
sp 杂化
1个s轨道和1个p轨道发生杂化，得到2个能量相等、成分和形状完全相同（每个sp杂化轨道都含有1/2的s轨道和1/2的p轨道的成分）的轨道，杂化轨道之间的夹角是180°
Be
Cl
Cl



180o
C原子的价电子






2s
2p


有机物中碳原子有且仅有四个价键
CH4









2s
2p
C的基态


2s
2p






激发态






正四面体型
sp3 杂化态




激发
sp3 杂化
sp3 杂化







sp3杂化轨道的形成过程



x
y
z





x
y
z


z



x
y
z






x
y
z





109°28′






1个2s轨道和3个2p轨道进行sp3杂化
4个完全等同sp3杂化轨道
1个s轨道+2个p轨道杂化？
B
F
F
F









2s
2p
B的基态


2p
2s






激发态








正三角形
sp2 杂化态

激发
sp2杂化轨道的形成过程



x
y
z





x
y
z


z



x
y
z






x
y
z













120°
1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化
3个完全等同sp2杂化轨道
sp2杂化
回顾一：
①是否所有的原子轨道都能发生杂化？
②杂化前后原子轨道数发生变化了没有？
只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。
杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等。
③杂化轨道的形状和伸展方向与单纯的s轨道和p轨道一样吗？如果不一样，成键能力如何变化？
杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。杂化轨道增强了成σ键的能力。
你能用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯的成键情况吗？
C2H6分子形成








2s
2p
C的基态


2s
2p






激发态






正四面体形
sp3 杂化态




激发
C原子在形成乙烷分子时，每个碳原子的1个2s轨道与3个2p轨道发生杂化，形成4个sp3杂化轨道，伸向空间正四面体的三个顶点。
杂化
每个C原子的3个sp3杂化轨道分别与3个H原子的1s轨道形成3个相同的C—Hσ键。两个C各自剩余的1个sp3杂化轨道相互重叠形成1个C—Cσ键。

1




H
H
H



H
H
H

C原子在形成乙烯分子时，每个碳原子的1个2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。
C2H4分子形成








2s
2p
C的基态


2s
2p






激发态


激发
杂化






正三角形
sp2 杂化态


C2H4分子中，C原子均采用sp2杂化，每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道重叠形成C—H σ 键；两个C原子各以1个sp2杂化轨道发生重叠形成C—C σ 键。
每个碳原子各以1个未参与杂化的2p轨道肩并肩重叠形成 π 键。在与溴发生加成反应时， π 键发生断裂。
C2H2分子形成
C原子在形成乙炔分子时，每个碳原子的2s轨道与1个2p轨道发生杂化，形成2个sp杂化轨道，形成直线型。







2s
2p
C的基态


2s
2p






激发态


激发

杂化






直线形
sp杂化态


谢 谢 ！