化学选择性必修2第二节 分子的空间结构教课课件ppt

这是一份化学选择性必修2第二节 分子的空间结构教课课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了杂化的类型，C2s22p2，H1s1，Be2s2，原子轨道的杂化过程，个ns和1个np，个ns和2个np，个ns和3个np，°28′，BeCl2等内容，欢迎下载使用。

1.通过杂化轨道理论的学习，能从微观的角度理解中心原子的杂化类型对分子空间结构的影响。2.通过杂化理论的学习，掌握中心原子杂化轨道类型判断方法，建立分子空间结构分析的思维模型。
写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
C原子 电子排布图（轨道表示式）
H原子 电子排布图
按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体形的甲烷分子。
为了解释分子的空间结构，鲍林提出了杂化轨道理论。
1.概念 在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。杂化后的新轨道就称为杂化轨道。2.杂化的条件：(1)只有在形成化学键时才能杂化。(2)只有能量相近的轨道间才能杂化：2s、2p….
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。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。
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109.5°，空间构型为正四面体形。
4.杂化轨道的特征 (1)杂化前后轨道数不变。 (2)杂化过程中轨道的形状发生变化。 (3)杂化后形成的化学键更稳定。 (4)杂化后的新轨道能量、形状都相同。 (5)杂化后的轨道之间尽可能远离。 (6)杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对。
CH4分子的形成——sp3杂化
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3σ键，从而构成一个正四面体形的分子。
BF3分子的形成——sp2杂化
B： 1s22s22p1 没有3个单电子
BeCl2分子的形成——sp杂化
用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。
N原子的价电子排布式为2s22p3，在形成NH3分子的过程中，N原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另1个杂化轨道中是成对电子，未与H原子形成共价键，4个sp3杂化轨道在空间构成正四面体形；NH3分子中，由于N原子上的孤电子对的排斥作用，使3个N—H键的键角变小，成为三角锥形的空间结构。
O原子的价电子排布式为2s22p4，在形成H2O分子的过程中，O原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另2个杂化轨道中是成对电子，未与H原子形成共价键；4个sp3杂化轨道在空间构成正四面体形，但由于2对孤电子对的排斥作用，使2个O—H键的键角变得更小，使H2O分子成为V形的空间结构。
CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都是sp3，键角为什么依次减小?从杂化轨道理论的角度比较键角大小时有什么方法?
CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数依次为0、1、2。由于孤电子对对共用电子对的排斥作用使键角变小，孤电子对数越多排斥作用越大，键角越小。 比较键角时，先看中心原子杂化类型，杂化类型不同时：键角一般按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化类型相同时，中心原子孤电子对数越多，键角越小。
中心原子杂化类型的判断
1.根据杂化轨道数判断杂化轨道数＝价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数，再由杂化轨道数确定杂化类型。
2.根据杂化轨道的空间分布判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体，则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。3.根据杂化轨道之间的夹角判断①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。
正四面体形、三角锥形、V形
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等
在外界条件影响下，中心原子能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。
原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道。
①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数
②杂化改变了原子轨道的形状和方向
③杂化使原子的成键能力增强
④杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道