4.1.1分子的空间结构模型——杂化轨道理论（课件）高二化学（苏教版2019选择性必修第二册）.pptx

第一节分子的空间结构课时1杂化轨道理论与分子的空间结构第四章分子空间结构与物质性质授课人：

学习目标1．了解杂化轨道理论的基本内容。2．能运用相关的理论来解释或预测简单分子的空间结构，理解分子的空间结构与原子轨道重叠的方向性有关，3．了解碳原子的杂化轨道。4．能运用杂化轨道理论来解释或预测简单分子的空间结构。培养证据推理与模型认知核心素养。

常见分子的空间结构

为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形？

C电子排布图（轨道表示式）1s22s22p2H电子排布图1s1甲烷的4个C—H单键都应该是σ键，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构型的甲烷分子。

为了解释CH4等分子的空间结构，美国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨道理论。美国化学家鲍林在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组能量相等、成分相同的新轨道，这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。一、杂化轨道理论

一、杂化轨道理论2p2s2s2psp34个sp3杂化轨道跃迁sp3杂化基态激发态

一、杂化轨道理论在形成CH4分子的过程中，碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道。这样，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。

一、杂化轨道理论碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，每个轨道上都有一个未成对电子。

一、杂化轨道理论甲烷分子中碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个相同的C-Hσ键，呈正四面体形。甲烷分子中C—H键之间的夹角——键角都是109°28＇。

一、杂化轨道理论要点（1）参与杂化的原子轨道能量相近（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；杂化轨道是不同于原来的轨道的一组新的轨道，新的轨道能量相等、成分相同，且有一定的空间取向。成键时更有利于轨道间的重叠。（3）杂化后的轨道之间尽可能远离，在空间取最大夹角分布，能使相互间排斥力最小。(4)杂化轨道与其他原子轨道形成σ键。

一、杂化轨道理论杂化前后的不变与变不变：原子轨道的数目变轨道的成分轨道的能量轨道的形状轨道的方向更有利于成键：轨道成键时更有利于轨道间的重叠满足最小排斥，最大夹角分布杂化后形成的化学键更稳定杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对

一、杂化轨道理论金刚石中的碳原子、晶体硅和石英（SiO2）晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道形成共价键的。正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化轨道形成共价键，如CCl4、NH4+等。

一、杂化轨道理论2s2p轨道2s2p2s2psp23个sp2杂化轨道跃迁sp2杂化BF3分子的结构示意图在形成BF3分子的过程中，碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道。这样，1个2s轨道和2个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。

一、杂化轨道理论sp2杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz120°每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/3s轨道和2/3p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。

一、杂化轨道理论BF3是平面正三角形分子，F原子位于正三角形的三个顶点，B原子位于分子中心，分子中键角均为120°。与F成键

一、杂化轨道理论BeCl2分子的结构示意图2s2p2s2psp2个sp杂化轨道跃迁sp杂化在形成BeCl2分子的过程中，碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道。这样，1个2s轨道和1个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。

一、杂化轨道理论sp杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz180°sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2s轨道和1/2p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。

一、杂化轨道理论sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。

典例解析例1下列关于杂化轨道的说法正确的是()A．凡是中心原子采用sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构都是正四面体形B．CH4中的sp3杂化轨道是由4个氢原子的1s轨道和碳原子的2p轨道混合起来