高中化學(xué)雜化軌道.ppt

第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) （第二課時(shí)）,2s 2px 2py 2pz,2s 2px 2py 2pz,H原子軌道：,1s,碳（C）外層電子結(jié)構(gòu)：,思考： 價(jià)層電子對(duì)互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無(wú)法解釋許多深層次的問(wèn)題，如無(wú)法解釋甲烷中四個(gè)C-H的鍵長(zhǎng)、鍵能相同及H-C-H的鍵角為10928。因?yàn)榘凑瘴覀円呀?jīng)學(xué)過(guò)的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C-H單鍵都應(yīng)該是鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。 這是為什么呢？,鮑林在價(jià)鍵理論基礎(chǔ)上提出了“雜化”假設(shè)，補(bǔ)充了價(jià)鍵理論的不足。,三、雜化軌道理論,1、基本要點(diǎn)：在形成多原子分子的過(guò)程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合形成一組新軌道。這種軌道重新組合的過(guò)程叫做軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。,（一）、雜化軌道,2、特點(diǎn)：雜化前后軌道數(shù)目不變 雜化后的軌道能量相同，形狀相同 （電子云一頭大，一頭?。?同一個(gè)原子的1個(gè) ns 軌道與3個(gè) np 軌道進(jìn)行雜化組合為 4個(gè)sp3 雜化軌道 (含1/4原s軌道成份和3/4原p軌道成份)。 sp3 雜化軌道間的夾角是 ：10928， 雜化軌道空間構(gòu)型：正四面體形。,（二）雜化類型,1、sp3 雜化,C2H4(sp2雜化）,（二）雜化類型,2、sp2 雜化,（二）雜化類型,3、sp雜化：,2S,BeCl2,5.sp3d2雜化：由中心原子的一個(gè) s 軌道、三個(gè) p 軌道和兩個(gè)d軌道雜化組合成六個(gè)新的 sp3d2 雜化軌道。,雜化軌道夾角：90,雜化軌道空間構(gòu)型：正八面體,2、雜化軌道的類型,如：SF6中的硫原子,雜化類型,參加雜化的軌道,雜化軌道數(shù),分子空間構(gòu)型,實(shí) 例,價(jià)層電子對(duì)數(shù),s+p,s+(2)p,s+(3)p,2,4,3,四面體,2,3,4,sp,sp2,sp3,小結(jié)：雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型,雜化軌道間的夾角,直線形,平面三角形,三角錐,V型,109.5,3、雜化軌道類型與分子構(gòu)型的判斷,雜化軌道類型與分子構(gòu)型的判斷,計(jì)算中心原子價(jià)電子對(duì),=價(jià)電子對(duì)數(shù),結(jié)合上述信息完成下表：,雜化軌道只用于形成鍵或者用來(lái)容納未成鍵孤對(duì)電子,0+2=2,SP,直線形,0,平面三角形,0+3=3,SP2,0,0+4=4,SP3,正四面體形,0,平面形,0+3=3,SP2,0,0,0+2=2,SP,直線形,1+3=4,SP3,三角錐形,1,V形,2+2=4,SP3,2,含C元素的化合物通過(guò)看中心原子C有沒(méi)有形成雙鍵或三鍵來(lái)判斷中心原子的雜化類型。 規(guī)律：如果有1個(gè)三鍵或兩個(gè)雙鍵，則其中有2個(gè)鍵，用去2個(gè)P軌道，形成的是SP雜化； 如：CO2 C2H2 HCN 如果有1個(gè)雙鍵和2個(gè)單鍵則其中必有1個(gè)鍵，用去1個(gè)P軌道，形成的是SP2雜化； 如：C2H4 CH2O 如果有4個(gè)單鍵，則形成SP3雜化。 如: CH4 C2H6,試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況,交流討論,C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C原子的2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道形成2個(gè)相同的鍵，各自剩余的1個(gè)sp2雜化軌道相互形成一個(gè)鍵，各自沒(méi)有雜化的l個(gè)2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)鍵和一個(gè)鍵構(gòu)成。,C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生sp雜化，兩個(gè)碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成鍵。各自剩余的1個(gè)sp雜化軌道相互形成1個(gè)鍵，兩個(gè)碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。,練習(xí)： 用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。 （1）CO2 （2）H2O （3）HCHO （4）HCN （5）SO3,練習(xí)：,1.下列分子中中心原子的雜化軌道類型與其他三個(gè)都不一樣 的是（ ） A.HCN B.CO2 C.BeCl2 D.PCl3,2、用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結(jié)構(gòu)， 下列說(shuō)法不正確的是（ ） A、C原子的四個(gè)雜化軌道的能量一樣 B、C原子的sp3雜化軌道之間夾角一樣 C、C原子的4個(gè)價(jià)電子分別占據(jù)4個(gè)sp3雜化軌道 D、C原子有1個(gè)sp3雜化軌道由孤對(duì)電子占據(jù),D,D,3、根據(jù)雜化軌道理論，請(qǐng)預(yù)測(cè)下列分子或離子 的幾何構(gòu)型：CO2 、 CO32- 、H2S、 PH3,4、乙炔分子中4個(gè)原子位于一條直線上，對(duì)其結(jié)構(gòu)分子如下： （1）分子中的兩個(gè)碳原子都發(fā)生了 雜化，所得雜化軌道在空間位置的關(guān)系是 ； （2）除了雜化軌道外，碳原子還有 個(gè)未參與雜化