第一单元 分子构型与物质的性质 杂化轨道理论简介 课件（29张PPT）
文档属性
| 名称 | 第一单元 分子构型与物质的性质 杂化轨道理论简介 课件（29张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-06-28 14:42:04 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
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课题：分子的空间结构
杂化轨道理论简介?
2s
2p
C原子的价电子
共价键的饱和性
CH2
为了解决这些矛盾，美国著名化学家鲍林提出了杂化
轨道理论。
甲烷CH4
你想过吗？
推理、假说：说明C和H形成甲烷的过程中，C的价电子中成单电子数目和价电子轨道的伸展方向都发生了某种变化。
杂化
鲍林——美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。
鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林在1928一1931年，提出了杂化轨道的理论。
莱纳斯·卡尔·鲍林
2s
2p
激发
基态
2s
2p
激发态
杂化
sp3
sp3杂化轨道
杂化(混杂)类型
CH4
sp3杂化
13:34
4
就像玩橡皮泥
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′
13:34
6
轨道上的电子之间互相有排斥力，为使排斥力最小，轨道的伸展方向发生变化力求杂化轨道在空间夹角最大。
------价电子互斥
CH4分子空间构型是怎样的？正方形？
正四面体？
一.
杂化轨道理论
杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化
杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道
杂化轨道类型：sp、sp2、sp3
未杂化杂化轨道:
保持原来形状垂直与杂化轨道
试试看？
气态BeCl2分子是直线形，Cl原子位于Be原子的两侧，
BeCl2分子中键角为180o
。杂化轨道理论如何解释？
13:34
10
分析、解释其他分子的结构时，也会遇到类似的问题。
2s
2p
激发
基态
2s
2p
激发态
sp杂化
sp杂化轨道
杂化类型
BeCl2
sp（或sp1）杂化
未杂化
轨道
13:34
11
Cl
Cl
Be
180°
sp杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
13:34
12
BF3分子是平面正三角形，
F原子位于正三角形的三个顶点，B原子位于分子中心，分子中键角均为120o，杂化轨道理论如何解释？
动动脑？
B
F
F
F
13:34
13
激发
基态
激发态
sp2杂化
sp2杂化轨道
杂化类型
BF3
2s
2p
2s
2p
sp2杂化
未杂化轨道
13:34
14
sp2杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
13:34
15
杂化轨道理论要点：
1.同一原子中能量相近的原子轨道可以重
新组合，形成新的杂化轨道。
2.杂化前后轨道数目不变，新形成的几个
杂化轨道能量相同。
3.杂化轨道的形状发生了变化，
更有利于有效地重叠，成键
能力更强。
4.杂化轨道的伸展方向发生变
化，杂化轨道在空间力求最
大夹角（排斥力最小）。
轨道形状
发生变化！
轨道空间伸展方向发生变化！
轨道数目不变！
轨道能量发生变化！
P69
用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况
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
注：杂化轨道一般形成σ键。
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
每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的σ键，每个C各自剩余的1个sp2杂化轨道相互重叠形成1个σ键。各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。
注：杂化轨道一般形成σ键，π键是由没有杂化的p轨道形成。
乙烯：
个σ键
个π键
5
1
13:34
22
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
每个碳原子1个sp杂化轨道与1个氢原子的1s轨道结合形成1个C—Hσ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个C—Cσ键。2个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成2个C—Cπ键。所以乙炔分子中叁键由1个σ键和2个π键构成。
注：杂化轨道一般形成σ键，π键是由没有杂化的p轨道形成。
乙炔：
个σ键
个π键
3
2
13:34
25
常见的杂化轨道类型
杂化类型
sp
sp2
sp3
参与杂化的轨道
形成的杂化轨道数目
杂化轨道空间构型
键
角
实
例
1个S、1个P
1个S、2个P
1个S、1个P
2
3
4
直线形
平面正三角形
正四面体
180°
120°
BF3、CH2=CH2
CH4
BeCl2、CH≡CH
P70
NH3
H2O
斥力：
孤对电子-孤对电子>孤对电子-成键电子>成键电子-成键电子
作业：
对应练习册
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课题：分子的空间结构
杂化轨道理论简介?
2s
2p
C原子的价电子
共价键的饱和性
CH2
为了解决这些矛盾，美国著名化学家鲍林提出了杂化
轨道理论。
甲烷CH4
你想过吗？
推理、假说：说明C和H形成甲烷的过程中，C的价电子中成单电子数目和价电子轨道的伸展方向都发生了某种变化。
杂化
鲍林——美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。
鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林在1928一1931年，提出了杂化轨道的理论。
莱纳斯·卡尔·鲍林
2s
2p
激发
基态
2s
2p
激发态
杂化
sp3
sp3杂化轨道
杂化(混杂)类型
CH4
sp3杂化
13:34
4
就像玩橡皮泥
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′
13:34
6
轨道上的电子之间互相有排斥力，为使排斥力最小，轨道的伸展方向发生变化力求杂化轨道在空间夹角最大。
------价电子互斥
CH4分子空间构型是怎样的？正方形？
正四面体？
一.
杂化轨道理论
杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化
杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道
杂化轨道类型：sp、sp2、sp3
未杂化杂化轨道:
保持原来形状垂直与杂化轨道
试试看？
气态BeCl2分子是直线形，Cl原子位于Be原子的两侧，
BeCl2分子中键角为180o
。杂化轨道理论如何解释？
13:34
10
分析、解释其他分子的结构时，也会遇到类似的问题。
2s
2p
激发
基态
2s
2p
激发态
sp杂化
sp杂化轨道
杂化类型
BeCl2
sp（或sp1）杂化
未杂化
轨道
13:34
11
Cl
Cl
Be
180°
sp杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
13:34
12
BF3分子是平面正三角形，
F原子位于正三角形的三个顶点，B原子位于分子中心，分子中键角均为120o，杂化轨道理论如何解释？
动动脑？
B
F
F
F
13:34
13
激发
基态
激发态
sp2杂化
sp2杂化轨道
杂化类型
BF3
2s
2p
2s
2p
sp2杂化
未杂化轨道
13:34
14
sp2杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
13:34
15
杂化轨道理论要点：
1.同一原子中能量相近的原子轨道可以重
新组合，形成新的杂化轨道。
2.杂化前后轨道数目不变，新形成的几个
杂化轨道能量相同。
3.杂化轨道的形状发生了变化，
更有利于有效地重叠，成键
能力更强。
4.杂化轨道的伸展方向发生变
化，杂化轨道在空间力求最
大夹角（排斥力最小）。
轨道形状
发生变化！
轨道空间伸展方向发生变化！
轨道数目不变！
轨道能量发生变化！
P69
用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况
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
注：杂化轨道一般形成σ键。
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
每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的σ键，每个C各自剩余的1个sp2杂化轨道相互重叠形成1个σ键。各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。
注：杂化轨道一般形成σ键，π键是由没有杂化的p轨道形成。
乙烯：
个σ键
个π键
5
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13:34
22
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
每个碳原子1个sp杂化轨道与1个氢原子的1s轨道结合形成1个C—Hσ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个C—Cσ键。2个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成2个C—Cπ键。所以乙炔分子中叁键由1个σ键和2个π键构成。
注：杂化轨道一般形成σ键，π键是由没有杂化的p轨道形成。
乙炔：
个σ键
个π键
3
2
13:34
25
常见的杂化轨道类型
杂化类型
sp
sp2
sp3
参与杂化的轨道
形成的杂化轨道数目
杂化轨道空间构型
键
角
实
例
1个S、1个P
1个S、2个P
1个S、1个P
2
3
4
直线形
平面正三角形
正四面体
180°
120°
BF3、CH2=CH2
CH4
BeCl2、CH≡CH
P70
NH3
H2O
斥力：
孤对电子-孤对电子>孤对电子-成键电子>成键电子-成键电子
作业：
对应练习册