高二化学选修3第二章第二节分子的立体构型 杂化轨道理论.ppt

第二节分子的立体构型 （第二课时） 小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型 杂化轨道类型 sp sp2 sp3 不等性sp3 * 第二章 分子结构与性质 值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个 C---H的键长、键能相同及H—C —H的键角为109 ? 28′。因为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。 碳原子: 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论， 三、杂化轨道理论 1、理论要点 ① 同一原子中能量相近的不同种原子轨道在成键过程中重新组合，形成一系列能量相等的新轨道的过程叫杂化。形成的新轨道叫杂化轨道,用于形成σ键或容纳孤对电子 ② 杂化轨道数目等于各参与杂化的原子轨道数目之和 ③ 杂化轨道成键能力强，有利于成键 ④ 杂化轨道成键时，满足化学键间最小排斥原理，不同的杂化方式，键角大小不同 ⑤ 杂化轨道又分为等性杂化和不等性杂化两种 ① sp杂化 基态 激发 杂化 激发态 2s 2p 以C原子为例 1个s轨道和1个p轨道杂化形成2个sp杂化轨道 构型 180° 直线型 剩下的两个未参与杂化的p轨道用于形成π键 2个sp杂化轨道可形成2个σ键 价层电子对数为2的中心原子采用sp杂化方式 2、杂化类型 Be：2s2 BeCl2的空间构型为直线形 Cl-Be-Cl sp sp杂化 ② sp2杂化 基态 激发 杂化 激发态 2s 2p 以C原子为例 1个s轨道和2个p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道 构型 120° 正三角型 剩下的一个未参与杂化的p轨道用于形成π键 3个sp2杂化轨道可形成3个σ键 价层电子对数为3的中心原子采用sp2杂化方式 BF3的空间构型为平面三角形 B： 2s22p1 sp2 sp2杂化 ③ sp3杂化 基态 激发 杂化 激发态 2s 2p 以C原子为例 1个s轨道和3个p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道 构型 109°28′ 正四面体型 4个sp3杂化轨道可形成4个σ键 价层电子对数为4的中心原子采用sp3杂化方式 CH4的空间构型为正四面体 C：2s22p2 sp3 不等性sp3杂化 除C原子外，N、O原子均有以上杂化 当发生sp2杂化时，孤对电子优先参与杂化 单电子所在轨道优先不杂化，以利于形成π键 N、O原子杂化时，因为有孤对电子的存在 称为不等性杂化 ④ 其它杂化方式 dsp2杂化、sp3d杂化、sp3d2杂化、d2sp3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 参加杂化的轨道 s+p s+(2)p s+(3)p s+(3)p 杂化轨道数 2 3 4 4 成键轨道夹角 分子空间构型 直线形 三角形 四面体 三角锥 V型 实例 中心原子 Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si (ⅣA) N,P (ⅤA) O,S (ⅥA) Hg(ⅡB) 正八面体 三角双锥 平面正方形 正四面体 平面三角型 直线型 空间构型 SF6 SiF62－ 90°/180° 6 sp3d2 d2sp3 BeCl2 CO2 180° 2 sp PCl5 Cu(NH3)42＋ CH4 CCl4 BF3 示例 90°/120°/180 ° 180°/90° 109°28′ 120° 轨道夹角 5 4 4 3 杂化轨道 sp3d dsp2 sp3 sp2 杂化类型 *