杂化轨道理论

杂化轨道理论一：教学目标1：掌握碳原子的轨道杂化，了解其他原子的轨道杂化2：了解杂化轨道与VSEPR模型的关系，从而掌握分子中的键角、分子的构型二：教学过程复习回顾：价层电子对互斥模型(VSEPR模型)分子中心原子ó键电子对数价层电子对数VSEPR模型立体构型中心原子价电子排布式CH4BF3BeCl2[展示甲烷的分子模型]甲烷的分子模型表明是空间正四面体，键角是109°28′。然而碳原子的价电子排布式为：，价电子排布图为：，由共价键的饱和性----碳原子仅需要二个氢原子构成CH2，与甲烷的分子构型为什么有这这么大的差别呢？-----为了解释这个构型Pauling（鲍林）提出了杂化轨道理论。1：杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。2：杂化过程：基态激发态杂化轨道重叠-------下面以碳原子的杂化为例学习杂化轨道理论---课本P40⑴SP3杂化：sp3杂化轨道表示由一个s轨道与三个p轨道杂化形成的基态价电子排布图激发态杂化轨道形成的四条sp3杂化轨道，不同于s轨道，也不同于p轨道，为了使轨道间的空间能最小，轨道间的夹角就为109°28′。四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就构成了四个性质、能量和键角都完全的σ键，形成一个正四面体构型的分子。归纳：中心原子采用sp3杂化轨道的有：CH4、CCl4、NH3、H2O、PCl3等思考：水分子中的氧原子、氨分子中的氮原子如何进行SP3杂化的呢？与碳原子的sp3杂化有何异同？-----VSEPR模型为非正四面体练习1：下列微粒中心元素以sp3杂化的是（）A．ICl4-B．ClO4-C．BrF4+D．SF4⑵sp2杂化：sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的如乙烯分子：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个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键，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键。所以，在乙烯分子中有个δ键、个∏键，构成、键角。----中心原子采用sp2杂化轨道的有：石墨、乙烯、苯、甲醛、BF3、SO2、SO3、CO32-、NO3-等思考：BF3分子中硼原子的杂化过⑶sp杂化：sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。SP杂化轨道P轨道如乙炔分子：两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成键。所以乙炔分子中有个δ键、个∏键，构成、键角。----中心原子采用sp杂化轨道的有：HC≡CH、BeCl2、CO2、Ag(NH3)2+等。思考：BeCl2分子中硼原子的杂化过程思考:杂化轨道理论中中心原子为什么要进行“激发”“杂化”?练习2：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的（）A．CO2与SO2B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4小结：（1）碳原子的杂化方式（2）：杂化轨道的轨道形状：SP杂化轨道夹角为180°的直线型，---------轨道数：2SP2杂化轨道夹角为120°的平面三角型，-----轨道数：3SP3杂化轨道夹角为109°28′的正四面体构型。轨道数：4（3）：杂化轨道理论的要点(1)发生轨道杂化的原子一定是，只有原子时才发生杂化。(2)参加杂化的各原子轨道能量要（同一能级组或相近能级组的轨道）。(3)杂化轨道的完全相同，在空间构型上都具有一定的（以减小化学键之间的排斥力），形成的杂化轨道在成键时更有利于轨道间的。(4)杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目形成的杂化轨道数目；(5)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。(6)杂化轨道只能用于形成或者用来容纳未参与成键的，不能用于形成∏键。3：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（或σ键电子对数）代表物中心原子孤对电子对数中心原子价层电子对数杂化轨道数杂化轨道立体构型BeCl22NO3-3SO23SO33PCl34------应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。课本---P41------思考与交流练习（填空）：3：在HCN中C原子以杂化、含有个σ键和个π键；CH2O中C原子以杂化、含有个σ键和个π键。4：化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数杂化轨道类型VSEPR模型VSEPR模型名称立体构型名称键角CH4正四面体109028，BF331200CO2SP1800NH31070H2OV形1050HCHO0（？）1200CO32-312005：其他几种粒子的中心原子杂化轨道类型粒子中心原子或离子配体或结合的原子杂化轨道类型立体构型名称[Ag(NH3)2]+Ag+SP[Cu(NH3)4]2+dsp2平面四边形[Fe(CN)6]3+d2sp3正八面体形PCl5sp3d三角双锥练习5：根据杂化轨道理论，请预测下列分子或离子的几何构型：O3，ClO3-CNO-，PH31B；2B；3sp22;sp232；4略5、sp2杂化，V形；sp3杂化，三角锥形；sp杂化直线形；sp3杂化，三角锥形课本P43—你能指出N的杂化轨道类型吗？