人教版高中化学选修三第二章第二节分子的立体构型(第2课时).ppt

江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 选修三 第二章 分子结构与性质 第二节 分子的立体构型 第2课时 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 ？ C原子轨道排布图 1s2 2s2 2p2 H原子轨道排布图 1s1 活动：请根据价层电子对互斥理论分 析CH4的立体构型 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 C C 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论 sp3 C：2s22p2 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? 109°28’ 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。 三、杂化理论简介 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。 2.要点： （1）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 x y z x y z z x y z x y z 180° 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°，呈直线形 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。 180° Cl Cl Be 例如： Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成 Be原子：1s22s2 没有单个电子， sp sp杂化 Cl Cl sp px px sp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120° 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。 120° F F F B 例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成 B： 1s22s22p1没有3个成单电子 sp2 sp2杂化 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′ 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 sp3 C：2s22p2 其它杂化方式 dsp2杂化、sp3d杂化、sp3d2杂化、d2sp3杂化、 sp3d2杂化 例如：sp3d2杂化：SF6 构型：四棱双锥 正八面体 此类杂化一般是金属作为中心原子 用于形成配位化合物 3.杂化轨道分类： sp3 CH4原子轨道杂化 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′ H2O原子轨道杂化 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? 2s 2p 2对孤对电子 杂化 不等性杂化：参与杂化