第二章 第二节 第2课时 杂化轨道理论(教师版)

第2课时 杂化轨道理论

一、杂化轨道理论简介

1．杂化轨道及其特点

2．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成

在形成CH 4分子时，碳原子的一个2s 轨道和三个2p 轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp 3杂化轨道。四个sp 3杂化轨道分别与四个H 原子的1s 轨道重叠成键形成CH 4分子，所以四个C—H 键是等同的。 碳原子的sp 3杂化可表示如下：

3．杂化轨道类型

杂化类型 sp sp 2 sp 3 参与杂化的原 子轨道及数目 1个s 轨道 1个p 轨道

1个s 轨道 2个p 轨道

1个s 轨道 3个p 轨道

杂化轨道的数目

2

3

4

判断正误

(1)所有的原子轨道都参与杂化( ) (2)杂化轨道能量集中，有利于牢固成键( ) (3)杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同，但能量不同( )

(4)第ⅠA 族元素成键时不可能有杂化轨道( ) (5)杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键( ) (6)孤电子对不可能参加杂化( ) (7)s

轨道和

p 轨道杂化可能有sp 4出现( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)×

应用体验

下列有关sp 2杂化轨道的说法正确的是______(填序号)。

①由同一能层上的s 轨道与p 轨道杂化而成 ②共有3个能量相同的杂化轨道 ③每个sp 2杂化轨道中s 能级成分占三分之二 ④sp 2杂化轨道最多可形成2个σ键

答案 ①② 解析 同一能层上s 轨道与p 轨道的能量差异不是很大，相互杂化的轨道的能量差异也不能过大，①正确；同种类型的杂化轨道能量相同，②正确；sp 2杂化轨道是由一个s 轨道与2个p 轨道杂化而成的，③不正确；sp 2杂化轨道最多可形成3个σ键，④不正确。

归纳总结

杂化轨道理论的要点

(1)原子形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。发生轨道杂化的原子一定是中心原子。 (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。 (3)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s 、2p)。

(4)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)，且杂化轨道的能量相同。 (5)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理，使轨道在空间取得最大夹角分布。故杂化后轨道的伸展方向、形状发生改变，但杂化轨道的形状完全相同。

(6)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。未参与杂化的p 轨道可用于形成π键。

二、杂化轨道理论的应用

1．杂化轨道类型的判断

因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。例如：

代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型

CO 2 0＋2＝2 sp CH 2O 0＋3＝3 sp 2 CH 4 0＋4＝4 sp 3 SO 2 1＋2＝3 sp 2 NH 3 1＋3＝4 sp 3 H 2O

2＋2＝4

sp 3

2.分子的构型与杂化类型的关系

(1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的立体构型与杂化轨道的立体构型相同。

杂化类型 sp sp 2 sp 3 轨道夹角 180°

120°

109°28′

杂化轨道示意图

实例

BeCl 2

BF 3

CH 4

分子结构示意图

分子立体构型

直线形

平面三角形

正四面体形

(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子的立体构型与杂

AB n 型分子

中心原子杂化类型 中心原子孤电子对数

立体构型 实例 AB 2 sp 2 1 V 形 SO 2

AB 3 sp 3

1 三角锥形 NH 3、PCl 3、NF 3、H 3O ＋

AB 2或(B 2A)

2

V 形

H 2S 、NH －

2

(1)杂化轨道的键角与分子内的键角不一定相同( )

(2)只要分子的立体构型为平面三角形，中心原子均为sp 2杂化( ) (3)杂化方式相同的分子，立体构型一定相同( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)×

应用体验

1．有机物

中标有“·”的碳原子的杂化方式依次为______、_______、______。

答案 sp 3 sp 2 sp 解析 根据价层电子对互斥理论可判断C 原子的杂化方式，价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。若价层电子对数是4，则C 原子采取sp 3杂化；若价层电子对数是3，则C 原子采取sp 2杂化；若价层电子对数是2，则C 原子采取sp 杂化。甲基上C 原子有4对σ键电子对，没有孤电子对，则C 原子采取sp 3杂化；碳碳双键两端的2个C 原子均有3对σ键电子对，没有孤电子对，则C 原子采取sp 2杂化；碳碳三键两端的2个C 原子均有2对σ键电子对，没有孤电子对，则C 原子采取sp 杂化。

2．(1)BCl 3中心原子的杂化方式为______。 (2)在S 的氢化物(H 2S)分子中，S 原子轨道的杂化类型是______。 (3)H 2O 的分子构型为__________，中心原子的杂化轨道类型为______

。

COCl 2中心原子的杂化轨道类型为____。 (4)在硅酸盐中，SiO 4－

4四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si 原子的杂化形式为______。

答案 (1)sp 2 (2)sp 3 (3)V 形(或角形) sp 3 sp 2 (4)sp 3

解析 (1)BCl 3中价层电子对数为3＋3－1×32

＝3，硼原子为sp 2杂化。

(2)在S 的氢化物(H 2S)分子中，S 原子价层电子对数＝2＋6－2×1

2＝4且含有2对孤电子对，根据价层电子对互斥理

论判断S 原子轨道的杂化类型为sp 3。

(3)水分子中O 原子形成2个σ键、含有2对孤电子对，杂化轨道数目为4，为sp 3杂化，所以分子构型为V 形；COCl 2中C 原子形成3个σ键、1个π键，没有孤电子对，C 原子采取sp 2杂化。

(4)硅酸盐中的硅酸根(SiO 4－

4)为正四面体结构，所以中心原子Si 原子采取了sp 3杂化方式。

方法规律

中心原子杂化类型的判断方法

(1)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp 3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp 2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp 杂化。

(2)有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp 3杂化，连接双键的碳原子采取sp 2杂化，连接三键的碳原子采取sp 杂化。

随堂验收练习

1．(2019·荆门高二月考)在CH 3COCH 3中，中间碳原子和两边碳原子成键所采用的杂化方式分别是( ) A ．sp 2、sp 3 B ．sp 3、sp 3 C ．sp 2、sp 2 D ．sp 、sp 3 答案 A

解析 首先写出CH 3COCH 3的结构简式：，由此知两边的碳均为sp 3杂化(与CH 4类似)；中间碳

原子采用了sp 2杂化。

2．氯化亚砜(SOCl 2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的立体构型和中心原子( S )采取杂化方式的说法正确的是( )

A ．三角锥形、sp 3

B ．平面三角形、sp 3

C ．平面三角形、sp 2

D ．三角锥形、sp 2

答案 A 解析 根据价层电子对互斥理论确定微粒的立体构型，SOCl 2中S 原子形成2个S—Cl 键和1个S==O 键，价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋6－2×1－1×22＝4，杂化轨道数是4，故S 原子采取sp 3杂化，

含一对孤电子对，分子构型为三角锥形，故选A 。

3．对于短周期元素形成的各分子，下表所述的对应关系错误的是( )

选项 A B C D 分子式 CH 4 NH 3 CO 2 SCl 2 VSEPR 模型 正四面体形 四面体形 直线形 四面体形 分子的立体构型

正四面体形

平面三角形

直线形

V 形

答案 B 解析形，正确；B 项，N 原子有1对孤电子对且形成了3个σ键，VSEPR 模型为四面体形，分子的立体构型为三角锥形，错误；C 项，C 原子的价层电子对数为2＋1

2×(4－2×2)＝2，VSEPR 模型为直线形，分子的立体构型也为直线形，

正确；D 项，S 原子有2对孤电子对且形成了2个σ键，VSEPR 模型为四面体形，分子的立体构型为V 形，正确。 4．(1)乙二胺(H 2NCH 2CH 2NH 2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_________、_______。 (2)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO 3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO 3中，阴离子立体构型为________，C 原子的杂化形式为______。

答案 (1)sp 3 sp 3 (2)平面三角形 sp 2 解析 (1)乙二胺分子中，1个N 原子形成3个单键，还有一对孤电子对，故N 原子价层电子对数为4，N 原子采取sp 3杂化；1个C 原子形成4个单键，没有孤电子对，价层电子对数为4，

采取sp3杂化。(2)CO2－3中碳原子的价层电子对数为3，中心碳原子采取sp2杂化，故CO2－3的立体构型为平面三角形。课时对点练

对点训练

题组一原子轨道杂化与杂化轨道

1．(2019·安徽毛坦厂中学高二期中)关于原子轨道的说法正确的是()

A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体形

B．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道

C．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的

D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键

答案 B 解析中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体，但其立体构型不一定是正四面体，如：水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化，但H2O是V形，NH3是三角锥形，故A错误；sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化形成的一组能量相同的新轨道，杂化轨道数＝孤电子对数＋与之相连的原子数，故B正确；AB3型的共价化合物可采用sp3杂化、sp2杂化轨道成键，如NH3是采用sp3杂化，BF3采用sp2杂化，故D错误。

2．(2020·沈阳检测)如图是乙烯分子的模型，对乙烯分子中的化学键分析正确的是()

A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C．C、H之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、C之间是未能参加杂化的2p轨道形成的π键

D．C、C之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、H之间是未能参加杂化的2p轨道形成的π键

答案 A 解析乙烯分子中存在4个C—H键和1个C==C键，C原子上孤电子对数为0，σ键电子对数为3，则C原子采取sp2杂化，C、H之间是sp2杂化轨道形成的σ键，C、C之间有1个是sp2杂化轨道形成的σ键，还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键。

3．(2020·深州长江中学高二月考)CH3COOH分子中—CH3及—COOH中碳原子的杂化类型分别是()

A．sp3、sp2B．sp3、sp C．sp2、sp D．sp2、sp3

答案 A 解析甲基(—CH3)中碳原子形成4个单键，杂化轨道数目为4，采用的是sp3杂化；羧基(—COOH)中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3，采用的是sp2杂化，答案选A。

题组二杂化轨道类型与分子立体构型的判断

4．(2019·延安高二调研)在BrCH==CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是()

A．sp-p B．sp2-s C．sp2-p D．sp3-p

答案 C 解析分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化，溴原子的价电子排布式为4s24p5，4p轨道上有一个单电子，与碳原子的一个sp2杂化轨道成键。

5．(2019·重庆高二月考)OF2分子的中心原子采取的杂化轨道是()

A．sp2B．sp C．sp3D．无法确定

的杂化方式为sp 3，其杂化方式和分子的立体结构都与H 2O 相似，故选C 。 6．(2020·郑州调研)sp 3杂化形成的AB 4型分子的立体构型是( B )

A ．平面四方形

B ．正四面体形

C ．三角锥形

D ．平面三角形 7．在SO 2分子中，分子的立体构型为V 形，S 原子采用sp 2杂化，那么SO 2的键角( ) A ．等于120° B ．大于120° C ．小于120°

D ．等于180°

答案 C 解析 由于SO 2分子的VSEPR 模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120°，但是由于SO 2分子中的S 原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120°。 8．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )

A ．SO 3与SO 2

B ．BF 3与NH 3

C ．BeCl 2与SCl 2

D ．H 2O 与SO 2

答案 A 解析 SO 3中S 原子杂化轨道数为3，采取sp 2杂化方式，SO 2中S 原子杂化轨道数为3，采取 sp 2杂化方式， A 正确；BF 3中B 原子杂化轨道数为3，采取sp 2杂化方式，NH 3中N 原子杂化轨道数为4，采取 sp 3杂化方式， B 错误；BeCl 2中Be 原子杂化轨道数为2，采取sp 杂化方式，SCl 2中S 原子杂化轨道数为4，采取sp 3杂化方式，C 错误；H 2O 中O 原子杂化轨道数为4，采取sp 3杂化方式，SO 2中S 原子采取sp 2杂化方式，D 项错误。 9．下表中各粒子对应的立体构型及杂化方式均正确的是( )

选项 粒子 立体构型 杂化方式 A SO 3 平面三角形

S 原子采取sp 杂化 B SO 2 V 形 S 原子采取sp 3杂化 C CO 2－

3 三角锥形 C 原子采取sp 2杂化 D

C 2H 2

直线形

C 原子采取sp 杂化

答案 D 解析 A 项，SO 3分子中硫原子的价层电子对数＝3＋12×(6－3×2)＝3，不含孤电子对，采取sp 2杂化，

立体构型为平面三角形，错误；B 项，SO 2分子中硫原子的价层电子对数＝2＋1

2×(6－2×2)＝3，含1对孤电子对，

采取sp 2杂化，立体构型为V 形，错误；C 项，CO 2－

3中碳原子价层电子对数＝3＋12×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，采取sp 2杂化，立体构型为平面三角形，错误；D 项，乙炔(CH ≡CH)分子中每个碳原子均形成2个σ键和2个π键，价层电子对数是2，为sp 杂化，立体构型为直线形，正确。 10．下列说法中正确的是( )

A ．PCl 3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp 2杂化的结果

B ．sp 3杂化轨道是由任意的1个s 轨道和3个p 轨道混合形成的4个sp 3杂化轨道

C ．中心原子采取sp 3杂化的分子，其立体构型可能是四面体形或三角锥形或V 形

D ．AB 3型的分子立体构型必为平面三角形

答案 C 解析 PCl 3中P 原子形成3个σ键，P 上还有一对孤电子对，P 为sp 3杂化，PCl 3分子是三角锥形，A 项错误；sp 3杂化轨道是由能量相近的1个s 轨道和3个p 轨道混合形成的4个sp 3杂化轨道，B 项错误；中心原子

型的分子立体构型可能为平面三角形(如BF 3)或三角锥形(如NH 3)，D 项错误。

题组三 分子结构的综合分析

11．下列关于NH ＋

4、NH 3、NH －

2三种微粒的说法不正确的是( )

A ．三种微粒所含有的电子数相等

B ．三种微粒中氮原子的杂化方式相同

C ．三种微粒的立体构型相同

D ．键角大小关系：NH ＋

4＞NH 3＞NH －

2

答案 C 解析 NH ＋

4、NH 3、NH －

2含有的电子数均为10，A 正确；NH ＋

4、NH 3、NH －

2三种微粒中氮原子的杂化方式均为sp 3杂化，B 正确；NH ＋

4立体构型为正四面体形，NH 3为三角锥形，NH －

2为V 形，C 错误；NH ＋

4、NH 3、NH －

2三种微粒的键角大小关系为NH ＋

4＞NH 3＞NH －

2，D 正确。

12．CH ＋

3、—CH 3、CH －

3都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法不正确的是( )

A ．它们均由甲烷去掉一个氢原子所得 B. CH －

3与NH 3、H 3O ＋

互为等电子体，立体构型均为三角锥形 C. CH ＋

3中的碳原子采取sp 2杂化，所有原子均共面 D ．两个—CH 3或一个CH ＋

3和一个CH －

3结合均可得到CH 3CH 3 答案 A 解析 甲烷分子变成CH ＋

3、—CH 3、CH －

3时，失去的分别为氢负离子、氢原子和氢离子，立体构型也不再与原来的分子相同，故A 错误；CH －

3与NH 3、H 3O ＋

均具有8个价电子、4个原子，互为等电子体，互为等电子体的微粒立体构型相同，均为三角锥形，故B 正确；根据价层电子对互斥模型，CH ＋

3中C 原子的价电子对数为3＋4－1－3×1

2＝3 ，碳原子采取sp 2杂化，其立体构型是平面三角形，故C 正确；根据质量守恒和电荷守恒可知，2个—CH 3或1个CH ＋

3和1个CH －

3结合都能得到CH 3CH 3，故D 正确。

综合强化

13．(1)X 射线衍射测定等发现，I 3AsF 6中存在I ＋

3。I ＋

3的立体构型为__________________，中心原子的杂化方式为________________。

(2)从结构角度分析，NH ＋

4和H 3O ＋

两种阳离子的相同之处为__________，不同之处为__________(填字母)。 A ．中心原子的杂化轨道类型 B ．中心原子的价层电子对数 C ．立体构型 D ．共价键类型 (3)CO 2和CH 3OH 分子中C 原子的杂化方式分别为________和________。 答案 (1)V 形 sp 3 (2)ABD C (3)sp sp 3

解析 (1)I ＋

3中I 原子为中心原子，其价层电子对数＝2＋7－1－2×12

＝4，则中心原子采取sp 3杂化，I ＋

3的立体构型为V 形。

(2)NH ＋4中N 原子的价层电子对数＝4＋5－1－4×12＝4，采取sp 3杂化，立体构型为正四面体形；H 3O ＋

中O 原子的

价层电子对数＝3＋6－1－3×1

2＝4，采取sp 3杂化，立体构型为三角锥形；两离子中均只含极性共价键，共价键类

型相同。

(3)CO 2中C 原子的价层电子对数＝2＋4－2×2

2＝2，采取sp 杂化。由甲醇的结构式可知，C 原子形成四个共价单键，

故C 原子采取sp 3杂化。

14．磷与氯气在一定条件下反应，可以生成PCl 3、PCl 5。

(1)写出磷原子的电子排布式：___________________________________________________。

(2)PCl 3分子中磷原子采用的杂化方式是__________，分子的立体构型为________________。

(3)磷原子在形成PCl 5分子时，除最外层s 、p 轨道参与杂化外，其3d 轨道也有1个轨道参与了杂化，称为sp 3d 杂化。成键电子对数与孤电子对数总和为5的原子常采用sp 3d 杂化。磷原子中5个杂化轨道分别与5个氯原子的3p 轨道配对成键，PCl 5的立体构型为三角双锥形(如图所示)。下列关于PCl 5分子的说法正确的有________(填字母)。

A ．PCl 5分子中磷原子没有孤电子对

B ．PCl 5分子中没有形成π键

C ．PCl 5分子中所有的Cl—P—Cl 键角都相等

D ．SF 4分子中S 原子也采用sp 3d 杂化

(4)N 、P 是同一族元素，P 能形成PCl 3、PCl 5两种氯化物，而N 只能形成一种氯化物NCl 3，不能形成NCl 5，原因是_________________________________________________。

答案 (1)1s 22s 22p 63s 23p 3(或[Ne]3s 23p 3) (2)sp 3 三角锥形 (3)ABD (4)N 原子最外层无d 轨道，不能发生sp 3d 杂化，故无NCl 5

15．按要求回答下列问题：

(1)CH 3COOH 中C 原子的杂化轨道类型为________。 (2)醛基中碳原子的杂化轨道类型是________。

(3)化合物中阳离子的立体构型为____________，阴离子的中心原子轨道采用______

杂化。

(4)X 的单质与氢气可化合生成气体G ，其水溶液pH ＞7。G 分子中X 原子的杂化轨道类型是__________。 (5)S 单质的常见形式为S 8，其环状结构如图所示，S 原子采用的轨道杂化方式是__________。

(6)H ＋

可与H 2O 形成H 3O ＋

，H 3O ＋

中O 原子采用____杂化。H 3O ＋

中H—O—H 键角比H 2O 中H—O—H 键角大，原因为_______________________________________________________。

答案 (1)sp 3、sp 2 (2)sp 2 (3)三角锥形 sp 3 (4)sp 3 (5)sp 3 (6)sp 3 H 3O ＋

中O 原子只有1对孤电子对，H 2O 中O 原子有2对孤电子对，前者σ键电子对与孤电子对的排斥力较小，因而键角大

解析 (1)CH 3COOH 分子中，—CH 3和—COOH 上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp 3和sp 2。(2)上的

碳原子形成3个σ键和1个π键，是sp 2杂化。(4)G 是NH 3分子，N 原子采取sp 3杂化。(5)硫原子形成2个S—S 键，还有2对孤电子对，杂化方式为sp 3。(6)H 2O 和H 3O ＋

中的氧原子均采取sp 3

杂化，其键角的差异是由σ

键电子对与孤电子对的斥力差异所造成的。

高中化学《杂化轨道理论简介》学案

第二节分子的立体结构 第二课时 【学习目标】 1.认识杂化轨道理论的要点 2.进一步了解有机化合物中碳的成键特征 3.能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型 【学习过程】 【课前预习】 1.杂化轨道理论是一种价键理论，是为了解释分子的立体结构提出的。 2.杂化及杂化轨道：叫做杂化，称为杂化轨道。 【知识梳理】 1. 甲烷分子中，C的价电子是，C原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的 和1个球形的；H的价电子是，用C原子的4个价层原子轨道跟4个H原子的1s球形原子轨道重叠，它们形成的四个C－H键应该（填“一样”或“不一样”，下同），而实际上，甲烷中四个C－H键是，为了解决这一矛盾, 提出了杂化轨道理论。 2. 当C原子和4个H原子形成甲烷分子时，C原子的轨道和3个轨道就 会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到四个相同的轨道，称为杂化，夹角是。 3. 杂化后形成的都是键（填σ或π）。sp杂化由轨道和轨 道杂化而成，得到条夹角为的形轨道。sp2杂化由轨道和轨道杂化而成，得到条夹角为的形轨道。 【总结评价】：引导学生分析、归纳、总结多原子分子立体结构的判断规律，完成下表。

【典题解悟】 例1.有关苯分子中的化学键描述正确的是 ( ) A.每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键 B.每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键 C.碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个σ键 D.碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成σ键 解析：苯分子中每个碳原子中的三个sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成σ键.同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道 ,他们均有一个未成对电子.这些 2p 轨道相互平行,以“肩并肩”方式相互重叠,形成一个多电子的大∏键. 答案：BC 例2：在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（） A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 解析：乙烯分子结构式为，六个原子位于同一平面，键角为120°， 分子的中心原子C形成的都是sp2杂化轨道。每个C原子都用1个sp2杂化轨道与H原子形成一个键，两个C原子间用各自的另一个sp2杂化轨道形成C—C键，C原子中未用于杂化的一个2p轨道分别与另一个C原子的2p轨道形成一个键。 答案：C 【当堂检测】 1. 下列分子中心原子是sp2杂化的是（） A PBr3 B CH4 C BF3 D H2O 2. 关于原子轨道的说法正确的是（） A 凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体

分子结构1

分子的立体构型(1) （新授课） 【学习目标】 1．认识共价分子的多样性和复杂性。 2．初步认识价层电子对互斥模型，能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体构型。【学习重难点】利用价层电子对互斥模型预测分子的立体构型 启学案 １．中心原子的价电子全都用于形成共价健（无孤对电子）的分子的立体构型 2．中心原子上有孤对电子的分子的立体构型 中心原子的和均占据中心原子的周围的空间，参与互相排斥。

HCHO 测学案 分子或离 子 价层电子对数 δ键数+孤电子对数目 VSEPR模型 图示 立体构型 图示（标出键角） 立体构型名称 H2S PH3 CC l4 NH4+ H3O+ CO32- NH2- 2．O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图：呈V型，键角116.5o。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）——三个O原子均等地享有这4个电子。 请回答： （1）臭氧与氧气的关系是； （2）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是； A．H2O B.CO2C. SO2D. BeCl2 （3）O3分子有对孤对电子。

分子的立体构型(2) （新授课） 学习目标： 1．认识杂化轨道理论的要点，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型 2．进一步了解有机化合物中碳的成键特征 学习重难点：应用杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型 启学案 1．sp3杂化-----四面体形 ⑴碳的价电子排布式，价电子排布图。按价键理论分 析，可以形成的共用电子对数为。 ⑵根据VSEPR模型甲烷的分子空间构型为，键角是。分子中的4个C—键是，共价键的个数为 ⑶ CH4→→→→正四面体 NH3→→→ 2．sp杂化——平面三角形 BF3→→→→平面三角形4个δ键 0个孤电 子对 4个杂化 轨道 sp3杂化 个δ键 个孤电 子对 3个杂化 轨道 Sp2杂化 个δ键 个孤 电子对 4个杂化 轨道 sp3杂化

杂化轨道理论高中

杂化轨道理论高中 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

高中杂化轨道理论(图解） 一、原子轨道角度分布图 二、共价键理论和分子结构 价键法（VB法）价键理论一： １、要点： ⑴、共价键的形成条件：①、先决条件：原子具有未成对电子；②、配对电子参与成键的原子轨道要满足对称匹配、能量相近以及最大重叠的原则；③、两原子具有成单的自旋相反的电子配对，服从保里不相容原理。 ⑵、共价键的本质：是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子使能量降低而成键。 ⑶、共价键的特征：①、饱和性，一个原子有几个未成对电子（包括激发后形成的未成对电子），便和几个自旋相反的电子配对成键；而未成对电子数是有限的，故形成化学键的数目是有限的。②、根据原子轨道最大重叠原理，原子轨道沿其角度分布最大值方向重叠，即共价键具有一定的方向性。 ⑷、共价键的类型：单键、双键和叁键。 ①、σ键和π键。 ⅰ、σ键：沿键轴方向重叠，呈圆柱形对称，称为σ轨道，生成的键称为σ键σ是希腊字母，相当于英文的s，是对称Symmetry[`simitri]这个字的第一个字母）。 σ键形成的方式： ⅱ、π键：两个p轨道彼此平行地重叠起来，轨道的对称面是通过键轴的平面，这个对称面就叫节面，这样的轨道称为π轨道，生成的键称为π键（π相当于英文的p，是平行parallel[`p?r?lel]的第一个字母）。 π键的形成过程：

， σ键和π键的比较 σ键 （共价键中都存在σ键） π键 （只存在不饱和共价键中） 重 叠 方 式 （成建方向） 沿两电子云（原子轨道）的键轴方向以“头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 两互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 重叠程度 重叠程度较大 重叠程度较小 电子云形状 共价键电子云（重叠部分）呈轴对称 共价键电子云（重叠部分）呈镜像对称 牢 固 程 度 强度较大，键能大，较牢固，不易断裂 强度较小，键能较小，不很牢固，易断裂 化学活泼性 不活泼，比π键稳定 活泼，易发生化学反应 类 型 s-s 、s-p 、、p-p 、s- SP 杂化轨道、s- SP 2杂化轨道、s- SP 3杂化轨道、杂化轨道间 p －p π键，、p －p 大π键 是否能旋转 可绕键轴旋转 不可旋转， 存在 的规 律 共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，有一个π键；共价叁键有一个σ键，有 两个π键。 可单独存在任何共价键中 不单独存在，与σ键共存 概 念 含有未成对（单）电子的原子轨道沿两电叠子云（原子轨道）的键轴方向以“头碰头”的方式遵循原 子轨道最大程度重叠原理进行重所形成的具有沿键呈轴对称特征的共价键 含有未成对（单）电子的两个互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式遵循原子轨道最大程度重 叠原理进行重叠所形成的具有镜像对 称特征的共价键 成功解释了共价键的方向性和饱和性，但在解释一些分子的空间结构方面却遇到了困难。例如CH 4分子的形成，按照价键理论，C 原子只有两个未成对的电子，只能与两个H 原子形成两个共价键，而且键角应该大约为90°。但这与实验事实不符，因为C 与H 可形成CH 4分子，其空间构型为正四面体，∠HCH = 109°28′。为了更好地解释多原子分子的实际空间构型和性质，1931年鲍林和斯莱脱(Slater )在电子配对理论的基础上，提出了杂化轨道理论(hybrid orbital theory)，丰富和发展了现代价键理论。 ⑴、杂化轨道理论的基本要点 健 型 项 目

2021新高考化学二轮总复习学案：专题5 物质结构与性质 元素周期律

专题五物质结构与性质元素周期律 考情分析备考定向 备考要点说明核心价值引领 1.原子结构与元素的性质 (1)了解元素、核素和同位素的含义。 (2)了解原子的构成和原子核外电子 的运动状态、能级分布和排布原理; 能正确书写1~36号元素原子核外电 子、价电子的电子排布式和电子排 布图(轨道表示式);了解电子在原子 轨道之间的跃迁及其简单应用。 (3)掌握元素周期律的实质。了解元 素周期表(长式)的结构(周期、族)及 其应用。掌握同周期、同主族元素 性质递变规律与原子结构的关系。 (4)了解电离能、电负性的概念,并能 用以说明元素的某些性质。 2.化学键与分子结构 (1)了解化学键的定义。 (2)理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 (3)了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)。了解配位键的含义。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 (4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。3.分子间作用力与物质的性质 了解范德华力、氢键的含义及对物质性质的影响。并能解释氢键对物质性质的影响。 4.晶体结构与性质 (1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。不同类型的晶体结构与性质的关系 (2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。 (3)理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解 2017年9月,美、俄科学家利用计算机模型设计出比水还轻的超轻晶体铝。有望用于航天飞机和汽车等领域制造超轻部件。这次获得的新晶体密度只有0.61 g·cm-3,不仅密度显著低于传统金属铝(2.7 g·cm-3),还意味着其能漂浮在水面上。该晶体以大家熟知的钻石为基础,将其中的每个碳原子用铝原子取代,得到了类似钻石的四面体结构晶体铝。进一步计算后,我们发现,这是一种非常稳定的全新超轻晶体铝结构。这是科学家运用物质结构的相关理论,从元素周期表中寻找替代元素,基于一种已知结构来设计新材料,更好地为人类服务,这就是我们学习物质结构、元素周期律的意义所在。

高中化学 杂化轨道理论的基本要点

杂化轨道理论的基本要点 1．只有能量相近的原子轨道才能进行杂化，同时只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。 2．杂化轨道的成键能力比原来未杂化的轨道的成键能力强，形成的化学键的键能大。因为杂化后原子轨道的形状发生变化，电子云分布集中在某一方向上，比未杂化的s、p、d轨道的电子云分布更为集中，重叠程度增大，成键能力增强。 3．杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的总数。 4．杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理。键与键间排斥力的大小决定于键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。 杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。 常见杂化方式 (1)sp杂化：直线型如：CO2、CS2 (2)sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形）如： BCl3C2H4 不等性杂化为V字型如：H2O H2S OF2

(3)sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体）如：CH4、CCl4 不等性杂化为三角锥如：NH3PCl3H3O+ sp3d杂化：三角双锥 sp3d2杂化：八面体（等性杂化为正八面体） 杂化轨道理论认为：原子在形成分子时，由于原子间相互作用的影响，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，这种重新组合的过程称为杂化hybridation），所形成的新的原子轨道称为杂化轨道（hybrid orbit）。 什么叫杂化？同一原子的能量相近的原有的原子轨道“混杂”起来，重新组合形成新轨道的过程，叫做杂化。 什么叫杂化轨道？新组合的原子轨道叫做杂化轨道。 为什么要杂化？杂化轨道形成的化学键的强度更大，体系的能量更低。 杂化的动力：受周围原子的影响。 为什么杂化后成键，体系的能量降低？杂化轨道在一个方向上更集中，便于轨道最大重叠。 杂化轨道的构型决定了分子的几何构型：杂化轨道有利于形成σ键，但不能形成π键。由于分子的空间几何构型是以σ键为骨架，故杂化轨道的构型就决定了其分子的几何构型。 一.杂化轨道理论的基本要点 (1)概念：原子在形成分子时，为了增强成键能力，同一原子中能量相近的不同类型(S、P、D…)的几个原子轨道可以相互叠加进行重新组

(完整版)杂化轨道理论学案

高二化学学案 杂化轨道理论 课时：1 编写人：卢镇芳审核人：编号：8 【学习目标】 1.了解轨道杂化理论。 2.利用轨道杂化理论判断分子空间构型。 【情境导读】 自然科学的研究在许多时候产生于人们对于一些既定科学事实的解释。虽然VSEPR理论很好的解释了分子具有一定的空间构型的原因，但是科学家却发现用传统的价键理论无法解释。不知道你发现了没有：碳原子的价层电子排布式是2s22s2，为什么能在CH4分子中与4个H原子的1s轨道形成4个完全相同的σ键呢？于是鲍林在传统价键理基础上进行了调整，为完善VSEPR理论建立了轨道杂化理论。从而更加完美的解释了分子具有一定空间构型的原因。从更好的引导我们认识和分析微观的分子世界。这也使我们深刻感受到了：科学进步的过程实际就是一个不断发现问题和解决问题的过程。这是非常值得我们借鉴的。 用杂化轨道理论解释CH4分子的形成过程。 【问题探究】 1、阅读“情境导读”部分，感受杂化轨道理论产生的背景，感受理论进一步完善的必要性。阅读教材P39-40相关内容，回答下列杂化轨道理论核心问题： ①轨道满足什么条件时可以杂化？杂化经历了一些什么样的过程？ ②轨道杂化前和杂化后名称有什么联系？轨道数呢？ ③原子轨道的杂化改变了原子轨道的形状和方向，增强了原子的成键能力。那么杂化轨道的空间取向如何？为什么？ ④杂化轨道和未参与杂化的p轨道有什么区别？ 2、根据杂化轨道空间取最大角分布，说出①以下杂化是如何形成的。②形成的杂化轨道中一个和原来轨道有什么联系。③该杂化的空间构型如何？ sp杂化 sp2杂化 sp3杂化 3、完成P41“思考与交流”。 【归纳总结】 ①通过对sp杂化、sp2杂化、sp3杂化、sp3d1杂化、sp3d2杂化的分析，归纳哪些轨道容易杂化？杂化轨道数和空间构型特点的关系？ ②说说如何应用轨道杂化理论判断分子结构。 【实战演练】 1.根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子 的杂化方式为() A.直线形sp杂化B．三角形sp2杂化C.三角锥形sp2杂化D．三角锥形sp3杂化 2、下列叙述正确的是() A.NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心

杂化轨道理论(高中)

高中杂化轨道理论(图解） 一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz 二、共价键理论和分子结构 价键法（VB法）价键理论一： １、要点： ⑴、共价键的形成条件：①、先决条件：原子具有未成对电子；②、配对电子参与成键的原子轨道要满足对称匹配、能量相近以及最大重叠的原则；③、两原子具有成单的自旋相反的电子配对，服从保里不相容原理。 ⑵、共价键的本质：是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子使能量降低而成键。 ⑶、共价键的特征：①、饱和性，一个原子有几个未成对电子（包括激发后形成的未成对电子），便和几个自旋相反的电子配对成键；而未成对电子数是有限的，故形成化学键的数目是有限的。②、根据原子轨道最大重叠原理，原子轨道沿其角度分布最大值方向重叠，即共价键具有一定的方向性。 ⑷、共价键的类型：单键、双键和叁键。 ①、σ键和π键。 ⅰ、σ键：沿键轴方向重叠，呈圆柱形对称，称为σ轨道，生成的键称为σ键σ是希腊字母，相当于英文的s，是对称Symmetry[`simitri]这个字的第一个字母）。 σ键形成的方式： ⅱ、π键：两个p轨道彼此平行地重叠起来，轨道的对称面是通过键轴的平面，这个对称面就叫节面，这样的轨道称为π轨道，生成的键称为π键（π相当于英文的p，是平行parallel[`p?r?lel]的第一个字母）。 π键的形成过程： ，

σ键和π键的比较 σ键 （共价键中都存在σ键） π键 （只存在不饱和共价键中） 重 叠 方 式 （成建方向） 沿两电子云（原子轨道）的键轴方向以 “头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 两互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 重叠程度 重叠程度较大 重叠程度较小 电子云形状 共价键电子云（重叠部分）呈轴对称 共价键电子云（重叠部分）呈镜像对称 牢 固 程 度 强度较大，键能大，较牢固，不易断裂 强度较小，键能较小，不很牢固，易断裂 化学活泼性 不活泼，比π键稳定 活泼，易发生化学反应 类 型 s-s 、s-p 、、p-p 、 s- SP 杂化轨道、s- SP 2 杂化轨道、s- SP 3 杂化轨道、杂化轨道间 p －p π键，、p －p 大π键 是否能旋转 可绕键轴旋转 不可旋转， 存在 的规 律 共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，有一个π键；共价叁键有一个σ键，有两个π键。 可单独存在任何共价键中 不单独存在，与σ键共存 概 念 含有未成对（单）电子的原子轨道沿两电叠子云（原子轨道）的键轴方向以“头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重所形成的具有沿键呈轴对称特征的共价键 含有未成对（单）电子的两个互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式 遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 所形成的具有镜像对称特征的共价键 ２、价键理论二：杂化轨道理论，价键理论简明地阐明了共价键的形成过程和本质，成功解释了共价键的方向性和饱和性，但在解释一些分子的空间结构方面却遇到了困难。例如CH 4分子的形成，按照价键理论，C 原子只有两个未成对的电子，只能与两个H 原子形成两个共价键，而且键角应该大约为90°。但这与实验事实不符，因为C 与H 可形成CH 4分子，其空间构型为正四面体，∠HCH = 109°28′。为了更好地解释多原子分子的实际空间构型和性质，1931年鲍林和斯莱脱(Slater )在电子配对理论的基础上，提出了杂化轨道理论(hybrid orbital theory)，丰富和发展了现代价键理论。 ⑴、杂化轨道理论的基本要点 原子在形成分子时，为了增强成键能力，同一原子中能量相近的不同类型（s 、p 、d …） 的几个原子轨道可以相互叠加进行重新组合，形成能量、形状和方向与原轨道不同的新的原子轨道。这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道。 注意：①、只有在形成分子的过程中，中心原子能量相近的原子轨道才能进行杂化，孤立的原子不可能发生杂化。②、只有能量相近的轨道才能互相杂化。常见的有：ns np nd ， (n-1)d ns np ；③、杂化前后，总能量不变。但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠，即杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力增强，形成的化学键的键能大。这是 健 型 项 目

杂化轨道理论(图解)

杂化轨道理论(图解）一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz dz2 dx2-y2dxy dxz dyz 二、共价键理论和分子结构 ㈠、共价键理论简介 １、经典的化学键电子理论： 1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实，提出各元素原子总是力图（通过得失电子或共用电子对）使其最外层具有８电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出，原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent [k?u`veilent]bond[b?nd])。用黑点代表价电子（即最外层s，p轨道上的电子），可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构。为了方便，常用短线代替黑点，用“－”表示共用１对电子形成的共价单键，用“＝”表示２对电子形成的共价双键，“≡”表示３对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子(lone[l?un]pair[pε?]electron[i`lektr?n])。Lewis结构式的书写规则又称八隅规则（即８电子结构）。 评价贡献：Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。局限性：①、未能阐明共价键的本质和特性；②、八隅规则的例外 PCl5SF6BeCl2BF3NO，NO2… 中心原子周围价电子数101246含奇数价电子的分子… ③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的（即它们在磁场中表现出磁性）例如O2。 ２、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。1931年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954年诺贝尔化学奖。 ３、1928年－1932年，德国的洪特和美国的马利肯两位化学家提出分子轨道理论，简称MO理论。马利肯由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。 MO法和VB法是两种根本不同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在一定条件

2019届高考化学一轮复习分子结构与性质学案

分子结构与性质 命题规律： 1．题型：Ⅱ卷(选做)填空题。 2．考向：本考点在高考中的常见命题角度有围绕某物质判断共价键的类型和数目，分子的极性，中心原子的杂化方式，微粒的立体构型，氢键的形成及对物质的性质影响等，考查角度较多，但各个角度独立性大，难度不大。 方法点拨： 1．共价键类型与识别 (1)共价键分类 (2)配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对，另一方(B)具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A→B。 (3)σ键和π键的判断方法： 共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。 2．利用键参数分析比较同类型分子性质 3．中心原子价层电子对数、杂化类型与粒子构型内在逻辑化 4．等电子体原理认识分子(粒子)性质

5．多视角理解三种作用力对物质性质影响的区别 1．(1)(2018·全国卷Ⅰ)LiAlH 4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH 4中的阴离子空间构型是！！！__正四面体__###、中心原子的杂化形式为！！！__sp 3__###。LiAlH 4中存在！！！__AB__###(填标号)。 A ．离子键 B ．σ键 C ．π键 D ．氢键 (2)(2018·全国卷Ⅱ )硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示： 回答下列问题： ①根据价层电子对互斥理论，H 2S 、SO 2、SO 3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是！！！__H 2S__###。 ②图a 为S 8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为！！！__S 8相对分子质量大，分子间范德华力强__###。

图解杂化轨道理论

一.杂化轨道理论的基本要点 （1）概念：原子在形成分子时，为了增强成键能力，同一原子中能量相近的不同类型（s 、p 、d…）的几个原子轨道可以相互叠加进行重新组合，形成能量、形状和方向与原轨道不同的新的原子轨道。这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道。 （2）注意事项： ①、只有在形成分子的过程中，中心原子能量相近的原子轨道才能进行杂化，孤立的原子不可能发生杂化。②、只有能量相近的轨道才能互相杂化。常见的有：ns np nd ，(n-1)d ns np ； ③、杂化前后，总能量不变。但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠，即杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力增强，形成的化学键的键能大。这是由于杂化后轨道的形状发生了变化，电子云分布集中在某一方向上，成键时轨道重叠程度增大，成键能力增强。 ④、杂化所形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数目，亦即杂化前后，原子轨道的总数不变。⑤、杂化轨道的空间构型取决于中心原子的杂化类型。不同类型的杂化，杂化轨道的空间取向不同，即一定数目和一定类型的原子轨道间杂化所得到的杂化轨道具有确定的空间几何构型，由此形成的共价键和共价分子相应地具有确定的几何构型。 什么叫杂化？同一原子的能量相近的原有的原子轨道“混杂”起来，重新组合形成新轨道的过程，叫做杂化。什么叫杂化轨道？新组合的原子轨道叫做杂化轨道。 为什么要杂化？杂化轨道形成的化学键的强度更大，体系的能量更低。杂化的动力：受周围原子的影响。 为什么杂化后成键，体系的能量降低？杂化轨道在一个方向上更集中，便于轨道最大重叠。 杂化轨道的构型决定了分子的几何构型：杂化轨道有利于形成σ键，但不能形成π键。由于分子的空间几何构型是以σ键为骨架，故杂化轨道的构型就决定了其分子的几何构型。 二.最常见的杂化轨道类型简介 杂化轨道基本类型sp sp 2 sp 3 参加杂化的原子轨道 1个s 和1个p 1个s 和2个p 1个s 和3个p 杂化轨道数目2个sp 杂化轨道 3个sp 2杂化轨道 4个sp 3杂化轨道 每个杂化轨道的成分21s ，2 1p 31s ，3 2p 41s ，4 3p 杂化轨道间的夹角 180° 120°109°28′ 课题：杂化轨道理论解读 总第( )期 命题人：

专题四一单元一课时杂化轨道理论与分子空间构型导学案（无答案）-河北省涞水波峰中学高三化学一轮复习

姓名________班级______编制 方海英 时间 7.23 编号 12 审核 张永罡 专题四 第一单元 分子构型与物质的性质 第一课时 杂化轨道理论与分子空间构型 [学习目标] 能准确判断共价分子中中心原子的杂化轨道类型，能用杂化轨道理论推测分子的空间构型。 课前预习单： 一、杂化轨道理论与分子的空间构型 1.sp 3杂化与CH 4分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s 轨道上的1个电子进入2p 空轨道，□011个2s 轨道和□023个2p 轨道“混合”，形成□ 03能量相等、成分相同的4个sp 3杂化轨道。 图示： (2)sp 3杂化轨道的空间指向 碳原子的4个sp 3杂化轨道指向□ 04正四面体的4个顶点，每个轨道上都有一个未成对电子。 (3)共价键的形成 碳原子的4个□ 05sp 3杂化轨道分别与4个H 原子的□061s 轨道重叠形成4个相同的σ键。 (4)CH 4分子的空间构型

CH4分子的空间构型为□07正四面体结构，分子中C—H键之间的夹角都是□08109.5°。 2.sp2杂化与BF3分子的空间构型 (1)sp2杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。□091个2s轨道和□102个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同□113个sp2杂化轨道。 图示： (2)sp2杂化轨道的空间指向 硼原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的三个顶点。 (3)共价键的形成 12sp2杂化轨道分别与3个氟原子的□132p轨道重叠，形成3个相同的硼原子的3个□ σ键。 (4)BF3分子的空间构型 BF3分子的空间构型为□14平面三角形，键角为□15120°。 3.sp杂化与BeCl2分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，□161个2s轨道和□171个2p轨道发生杂 182个sp杂化轨道。 化，形成能量相等、成分相同的□ 图示： (2)sp杂化轨道的空间指向 两个sp杂化轨道呈直线形。 (3)共价键的形成

高中化学物质结构杂化轨道理论

第2课时 杂化轨道理论 [学习目标定位] 知道杂化轨道理论的基本内容，能根据杂化轨道理论确定简单分子的立体构型。 一 杂化轨道理论 1.杂化轨道及其理论要点 (1)阅读教材内容，并讨论甲烷分子中四个C —H 键的键能、键长，为什么都完全相同？ 答案 在形成CH 4分子时，碳原子的一个2s 轨道和三个2p 轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp 3杂化轨道。四个sp 3杂化轨道分别与四个H 原子的1s 轨道重叠成键形成CH 4分子，所以四个C —H 是等同的。可表示为 (2)由以上分析可知 ①在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 ②轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。 (3)杂化轨道理论要点 ①原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 ②参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。 ③杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。 2.杂化轨道类型和立体构型 (1)sp 杂化——BeCl 2分子的形成 ①BeCl 2分子的形成 杂化后的2个sp 杂化轨道分别与氯原子的3p 轨道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的BeCl 2分子。 ②sp 杂化：sp 杂化轨道是由一个n s 轨道和一个n p 轨道杂化而得，每个sp 杂化轨道含有12 s

和1 2 p 轨道的成分。sp 杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl 2)。 ③sp 杂化后，未参与杂化的两个n p 轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C ≡C 键的形成。 (2)sp 2杂化——BF 3分子的形成 ①BF 3分子的形成 ②sp 2杂化：sp 2杂化轨道是由一个n s 轨道和两个n p 轨道杂化而得，每个sp 2杂化轨道含有 1 3s 和2 3 p 的成分。sp 2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形(如BF 3)。 ③sp 2杂化后，未参与杂化的一个n p 轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C===C 键的形成。 (3)sp 3杂化——CH 4分子的形成 ①CH 4分子的立体构型 ②sp 3杂化：sp 3杂化轨道是由一个n s 轨道和三个n p 轨道杂化而得，每个sp 3杂化轨道含有 1 4s 和3 4p 的成分。sp 3杂化轨道的夹角为109°28′，呈空间正四面体形(如CH 4、CF 4、CCl 4)。 [归纳总结] 杂化类型与分子间的空间构型

杂化轨道理论

杂化轨道理论 一：教学目标 1：掌握碳原子的轨道杂化，了解其他原子的轨道杂化 2：了解杂化轨道与VSEPR模型的关系，从而掌握分子中的键角、分子的构型 二：教学过程 复习回顾：价层电子对互斥模型(VSEPR模型) [展示甲烷的分子模型] 甲烷的分子模型表明是空间正四面体，键角是109°28′。然而碳原子的价电子排布式为：，价电子排布图为：，由共价键的饱和性----碳原子仅需要二个氢原子构成CH2，与甲烷的分子构型为什么有这这么大的差别呢？-----为了解释这个构型Pauling（鲍林）提出了杂化轨道理论。 1：杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。 2：杂化过程：基态激发态杂化轨道重叠 -------下面以碳原子的杂化为例学习杂化轨道理论---课本 P40 ⑴ SP3杂化：sp3杂化轨道表示由一个s轨道与三个p轨道杂化形成的 基态价电子排布图激发态杂化轨道 形成的四条sp3杂化轨道，不同于s轨道，也不同于p轨道，为了使轨道间的空间能最小，轨道间的夹角就为109°28′。四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就构成了四个性质、能量和键角都完全的σ键，形成一个正四面体构型的分子。 归纳：中心原子采用sp3杂化轨道的有：CH4、CCl4、NH3、H2O、PCl3等

思考：水分子中的氧原子、氨分子中的氮原子如何进行SP 3杂化的呢？与碳原子的sp 3 杂化有何异同？-----VSEPR 模型为非正四面体 练习1：下列微粒中心元素以sp 3 杂化的是（ ） A ．ICl 4- B ．ClO 4- C ．BrF 4+ D ．SF 4 ⑵ sp 2 杂化： sp 2 杂化轨道表示由一个s 轨道与两个p 轨道杂化形成的 如乙烯分子：每个C 原子的2个sp 2 杂化轨道分别与2个H 原子的1s 轨道形成2个相同 的 键，各自剩余的1个sp 2 杂化轨道相互形成一个 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 键。所以，在乙烯分子中有 个δ键、 个∏键，构成 、键角 。 ----中心原子采用sp 2 杂化轨道的有：石墨、乙烯、苯、甲醛、BF 3、SO 2、SO 3、CO 32-、NO 3-等 思考：BF 3分子中硼原子的杂化过 ⑶ sp 杂化： sp 杂化轨道表示由一个s 轨道与一个p 轨道杂化形成的。 SP 杂化轨道 P 轨道 如乙炔分子：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 键。所以乙炔分子中有 个δ键、 个∏键，构成 、键角 。 ----中心原子采用sp 杂化轨道的有：HC ≡CH 、BeCl 2、CO 2、Ag(NH 3)2+ 等。 思考：BeCl 2分子中硼原子的杂化过程

杂化轨道理论(图解)

杂化轨道理论(图解） 一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz dz2 dx2-y2dxy dxz dyz 二、共价键理论和分子结构 ㈠、共价键理论简介 １、经典的化学键电子理论： 1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实，提出各元素原子总是力图（通过得失电子或共用电子对）使其最外层具有８电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出，原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent [k?u`veilent]bond[b?nd])。用黑点代表价电子（即最外层s，p轨道上的电子），可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构。为了方便，常用短线代替黑点，用“－”表示共用１对电子形成的共价单键，用“＝”表示２对电子形成的共价双键，“≡”表示３对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子(lone[l?un]pair[pε?]electron[i`lektr?n])。Lewis结构式的书写规则又称八隅规则（即８电子结构）。 评价贡献：Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与 PCl5SF6BeCl2BF3NO，NO2… 中心原子周围价电子数10 12 4 6 含奇数价电子的分子… ③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的（即它们在磁场中表现出磁性）例如O2。 ２、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。1931年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954年诺贝尔化学奖。 ３、1928年－1932年，德国的洪特(F.Hund)和美国的马利肯(R.S.Mulliken)两位化学家提出分子轨道理论，简称MO理论。马利肯(R.S.Mulliken)由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。 MO法和VB法是两种根本不同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在一定条件

2020高中化学第二章分子结构与性质2_2杂化轨道理论简介和配合物理论简介教学案新人教版选修3

第二课时 杂化轨道理论简介和配合物理论简介 学习目标：1.了解杂化轨道理论的基本内容。2.通过sp 3 、sp 2 、sp 1 杂化情况的分析，能根据有关理论判断简单分子或离子的空间构型。3.了解配位键的特点及配合物理论，掌握配合物中的一些基本概念，如中心原子、配位体、配位数、内界和外界，能说明简单配合物的成键情况。 [知识回顾] 分子的立体结构????? 三原子分子??? ? ? 直线形，如CO 2Ⅴ形，如H 2O 四原子分子 ? ???? 平面形，如HCHO 三角锥形，如NH 3 五原子分子——最常见的是正四面体形，如CH 4 [要点梳理] 1．杂化轨道理论简介 (1)用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH 4分子时，碳原子的一个2s 轨道和三个2p 轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp 3 杂化轨道。四个sp 3 杂化轨道分别与四个H 原子的1s 轨道重叠成键形成CH 4分子，所以四个C －H 是等同的。可表示为： C 原子的杂化轨道 (2)杂化轨道的类型与分子构型的关系 ①sp 杂化 sp 型杂化轨道是由一个s 轨道和一个p 轨道组合而成的，轨道间的夹角为180°，呈直线形，如BeCl 2分子。

②sp2杂化 sp2杂化轨道是由一个s轨道和两个p轨道组合而成的，杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形，如：BF3分子。 ③sp3杂化 sp3杂化轨道是由一个s轨道和三个p轨道组合而成，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′。空间构型为正四面体形，如CH4分子。 2．配合物理论简介 (1)配位键 ①概念：共用电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用的共价键，即“电子对给予－接受键”，是一类特殊的共价键。 如在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 ②表示：配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤电子对的原子，叫做配体；B是接受电子对的原子。例如： (2)配位化合物 ①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物，简称配合物。 ②写出生成下列配合物的反应方程式： [Cu(H2O)4]Cl2：CuCl2＋4H2O===[Cu(H2O)4]Cl2 Fe(SCN)3：FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl ③配位键的强度有大有小，因而有的配合物很稳定，有的很不稳定。许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。

学案第二章第二节分子立体结构.doc

百度文库 第二节分子的立体结构（学案） 【学习目标】 1、认识共价分子的多样性和复杂性； 2、初步认识价层电子对互斥模型； 3、能用 VSEPR 模型预测简单分子或离子的立体结构；理解价层电子对互斥模型和分子 空间构型间的关系。 4、认识杂化轨道理论的要点 5、进一步了解有机化合物中碳的成键特征 6、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型 7、进一步增强分析、归纳、综合的能力和空间想象能力 【重点知识】：分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型、杂化轨道理论模型预测分子的立体结构。 【回顾思考】 1举例说明什么叫化学式？ 2举例说明什么叫结构式？ 3举例说明什么是结构简式？ 4举例说明什么是电子式？ 5举例说明什么价电子？ （第一课时） 一、形形色色的分子 【阅读课本】 认真阅读课本35 到 37 页“二、价层电子对互斥理论”处。在阅读过程中勾出你认为重要 的句子、词语、规律等，如发现新问题请写在课本中相应地方。认真读图2-8、 2-9、2-10、2-11、 2-12 和 36 页的知识卡片等去认识分子的多样性，自己动手制作几种分子的模型体验 分子的空间构型。然后思考下列问题。 【阅读思考1】 完成下表 化学式结构式键角分子的立体构型备注CO 2 H2O CH2O NH 3 CH 4 P4 1、原子数相同的分子，它们的空间结构相同吗？ 2、请你利用身边的易得材料参照课本35、36 页内容制作CO2、H2O、NH 3、CH2 O、CH4

分子的球辊模型（或比例模型） ；并用书面用语描述它们的分子构型。 3、你如何理解分子的空间结构？ 4、写出 CO 2、 H 2O 、NH 3、 CH 2O 、CH 4 的电子式； 5、观察上述分子的电子式，分析 H 、 C 、N 、 O 原子分别可以形成几个共价键，你知道 原因吗？ 6、如何计算分子中中心原子的价层电子对？（成 σ键电子对、未成键电子对） 二、价层电子对互斥理论 【阅读课本】 认真阅读课本 37 到 39 页“三、杂化轨道理论简介 ”处。在阅读过程中勾出你认为重要的 句子、词语、规律等，如发现新问题请写在课本中相应地方。认真读图 2-15、表 2-4、 2-5， 对比价层电子对互斥模型和分子构型。然后思考下列思考问题。 【阅读思考 2】 1、中心原子：指出下列分子的中心原子： H O CO 2 NH 3 CH 4 BF 3 CH O 2 2 2、价层电子对： （ 1）根据上表中分子的电子式，指出下列分子里中心原子的价层电子对数目： H 2O CO 2 NH 3 CH 4 BF 3 CH 2O （ 2）根据你对价层电子对现有的知识，价层电子对可分为哪几类？如果计算？ （二）认识 VSEPR 模型 1、VSEPR 模型（用于预测分子的立体构型） 结合 CH 4 、 CH 2O 的立体结构的球棍模型理解 VSEPR 模型（重点是从键角的 角度理解价层电子对的相互排斥） 【思考】 VSEPR 模型和分子的空间构型一样吗？ 2、分类 第一类：中心原子的价层电子对全部为成键电子对。如： CH 4 CO 2 等。 价层电子对的排斥力：价层电子对相同，排斥力相同； 价层电子对不同，叁键＞双键＞单键 判断方法： 分子的立体结构 σ键电子对数 立体结构 范例 ABn 2 直线型 CO 2

高中化学优质教案 杂化轨道理论 教学设计[选修](1)

学习目标： 1.认识杂化轨道理论的要点； 2.进一步了解有机化合物中碳的成键特征； 3.能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。 导学提纲： 1.（自学、讨论）鲍林提出杂化轨道理论的目的是什么？什么是杂化轨道？ 提出杂化轨道理论的目的：合理解释分子的空间构型。 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，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。 2.（自学、讨论）甲烷分子的轨道是如何形成的？ 3.（思考、讨论）阅读教材P39～40，并查阅相关资料，请思考：轨道进行杂化时，轨道的 数量、能量、以及在空间的分布（形状）是否发生了变化？如果变化，又是如何改变的？ 请分别以sp、sp2、sp3杂化轨道为例说明。 轨道进行杂化时，轨道的数量没有发生改变，但轨道的能量、以及在空间的分布（形状）均发生了变化。 sp 杂化：同一原子中ns-np 杂化成新轨道：一个s 轨道和一个p 轨道杂化组合成两个新的sp 杂化轨道。杂化轨道间的夹角为180°，分子的几何构型为直线形。 sp2杂化：同一个原子的一个ns 轨道与两个np 轨道进行杂化组合为3个sp2杂化轨道。杂化轨道间的夹角为120°，分子的几何构型为平面正三角形。 sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的sp3杂化轨道。杂化轨道间的夹角为109°28′，分子的空间正四面体或V型、三角锥型。 4.（思考、讨论）怎样判断有几个轨道参与了杂化？中心原子杂化轨道的类型与价层电子

对互斥理论（VSEPR）中的“价层电子对”有何对应关系？中心原子上的价层电子对为 2、3、4、5、6时，该中心原子形成的分别是什么样的杂化轨道？ 中心原子的孤电子对数与相连的其他原子数之和（即：孤电子对数＋σ键电子对），就是杂化轨道数。 杂化轨道数也就是中心原子价层电子对数。 【练一练】 分子或离子CO2SO2H2O NH4＋CO32－中心原子价层电子对数 2 3 4 4 3 杂化轨道类型sp sp2sp3sp3sp2 分子或离子SO32－BF3CH4H3O＋PCl5中心原子价层电子对数 4 3 4 4 5 杂化轨道类型sp3sp2sp3sp3sp3d 5.（思考、讨论）任何情况下轨道都可以发生杂化吗？应用杂化轨道理论时应注意什么？ ⑴杂化只有在形成分子时才会发生； ⑵能量相近的轨道方可发生杂化； ⑶杂化轨道成键时满足最小排斥原理，从而决定键角； ⑷杂化轨道只用来形成σ键或容纳孤对电子，未参与杂化的p轨道方可用于形成π键。 6.（思考、讨论）水、甲烷、氨气中心原子均为sp3杂化，为什么甲烷的键为109°28′？ 水的键角为105°？氨气的为107°？ 排斥力：孤-孤＞孤-共＞共-共。 7.（思考、讨论）已知有机化合物中的碳原子的轨道全部是杂化轨道类型。你如何理解 CH4、C2H4、C2H2、C6H6的分子构型？又如何理解烷烃的碳链形状是锯齿形，而不是直线型？