2024_2025学年高中化学第二章第二节第二课时杂化轨道理论配合物理论学案含解析新人教版选修3.docVIP

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其次课时杂化轨道理论协作物理论

[课标要求]

1．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，并能依据杂化轨道理论推断简洁分子或离子的构型。

2．能说明简洁协作物的成键状况。

1．杂化轨道理论是为了说明分子的立体构型提出的一种价键理论。常见的杂化类型有sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。

2．价层电子对数为2、3、4时，中心原子分别是sp、sp2、sp3杂化。

3．sp杂化得到两个夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化得到三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道，sp3杂化得到四个夹角为109°28′的四面体形杂化轨道。

4．由一个原子单方面供应而另一个原子接受孤电子对形成的共价键为配位键，金属离子或原子与某些分子或离子，通过配位键形成配位化合物。

eq\a\vs4\al(杂化轨道理论)

1．轨道的杂化与杂化轨道

(1)概念：

①轨道的杂化：原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一组新轨道的过程。

②杂化轨道：杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道。

(2)杂化轨道类型：

杂化类型

sp

sp2

sp3

参与杂化的原子轨道及数目

1个s轨道和1个p轨道

1个s轨道和2个p轨道

1个s轨道和3个p轨道

杂化轨道的数目

__2__

__3__

__4__

[特殊提示]

(1)在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道(ns，np)发生杂化，双原子分子中，不存在杂化过程。

(2)杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。

(3)杂化过程中，轨道的形态发生变更，但杂化轨道的形态相同，能量相等。

(4)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。

2．杂化轨道类型与分子立体构型的关系

杂化类型

sp

sp2

sp3

杂化轨道间的夹角

__180°__

__120°__

__109°28′__

立体构型名称

直线形

平面三角形

正四面体形

实例

CO2、C2H2

BF3、HCHO

CH4、CCl4

[特殊提示]

当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与相互排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形态有所区分。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，其分子不呈正四面体构型，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。

1．已知：NCl3分子的立体构型为三角锥形，则氮原子的杂化方式是什么？

提示：sp3。

2．已知：C2H4分子中的键角都约是120°，则碳原子的杂化方式是什么？

提示：sp2。

3．已知：SO3、SO2分子中，S原子上的价层电子对数均为3，则硫原子的杂化方式是什么？

提示：sp2。

推断中心原子杂化轨道类型的方法

(1)依据杂化轨道的立体构型推断：

①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，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。

(2)依据杂化轨道之间的夹角推断：

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。

(3)依据中心原子的价层电子对数推断：

①若价层电子对数为2，则中心原子发生sp杂化；

②若价层电子对数为3，则中心原子发生sp2杂化；

③若价层电子对数为4，则中心原子发生sp3杂化。

(4)依据中心原子上有无π键及π键数目推断：

①若没有π键，则为sp3杂化；

②若有一个π键，则为sp2杂化；

③若有两个π键，则为sp杂化。

1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)sp3杂化轨道是由随意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道()

(2)中心原子实行sp3杂化的分子，其立体构型可能是四面体形、三角锥形或V形()

(3)同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化()

(4)杂化轨道能量集中，有利于坚固成键()

答案：(1)×(2)√(3)√(4)√

2．s轨道和p轨道杂化的类型不行能有()

A．sp杂化 B．sp2杂化

C．sp3杂化 D．sp4杂化

解析：选Dnp轨道有三个：npx、npy、npz，当s轨道和p轨道杂化时只有三种类型：①sp杂化：即一个s轨道和一个p轨道的杂化；②sp2杂化：即一个s轨道和两个p轨道的杂化；③sp3杂化：即一个s轨道和三个p轨道的杂化。

3．sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型是()

A．平面四方形 B．四面体

C．四角锥形 D．平面三