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化学选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质第二节 分子的立体构型优秀课件ppt
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这是一份化学选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质第二节 分子的立体构型优秀课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了杂化轨道理论，第2课时，新问题1，新问题2，C2s22p2，杂化理论简介，杂化轨道分类，CH4原子轨道杂化，H2O原子轨道杂化，杂化类型判断等内容，欢迎下载使用。
第二节 分子的立体结构
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型
1.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 ？
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，不可能得到四面体构型的甲烷分子
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
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构型的分子。
1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；
（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；
（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；
sp杂化轨道的形成过程
每个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°，呈直线型
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。
例如： Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
Be原子：1s22s2 没有单个电子，
sp2杂化轨道的形成过程
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。
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。
例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成
B： 1s22s22p1没有3个成单电子
sp3杂化轨道的形成过程
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型
例如： Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。 杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角) sp 1/2 s，1/2 p 180° sp2 1/3 s，2/3 p 120° sp3 1/4 s，3/4p 109°28′
O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90°，Why?
不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对
排斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对
因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，故有
杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。
=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
杂化轨道数=中心原子价层电子对数
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。
正四面体三角锥形或V形
例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
例2：对SO2与CO2说法正确的是( )A．都是直线形结构B．中心原子都采取sp杂化轨道C． S原子和C原子上都没有孤对电子D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的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。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，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个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。
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，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π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。
大π 键 C6H6
第二节 分子的立体结构
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型
1.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 ？
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，不可能得到四面体构型的甲烷分子
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
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构型的分子。
1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；
（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；
（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；
sp杂化轨道的形成过程
每个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°，呈直线型
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。
例如： Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
Be原子：1s22s2 没有单个电子，
sp2杂化轨道的形成过程
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。
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。
例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成
B： 1s22s22p1没有3个成单电子
sp3杂化轨道的形成过程
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型
例如： Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。 杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角) sp 1/2 s，1/2 p 180° sp2 1/3 s，2/3 p 120° sp3 1/4 s，3/4p 109°28′
O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90°，Why?
不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对
排斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对
因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，故有
杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。
=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
杂化轨道数=中心原子价层电子对数
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。
正四面体三角锥形或V形
例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
例2：对SO2与CO2说法正确的是( )A．都是直线形结构B．中心原子都采取sp杂化轨道C． S原子和C原子上都没有孤对电子D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的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。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，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个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。
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，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π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。
大π 键 C6H6
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