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甲烷結(jié)構(gòu)和雜化軌道理論視頻課題導(dǎo)入第二章
分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)§雜化軌道理論1、請根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型。C原子電子排布圖2s2pH原子電子排布圖1sC:2s22p2H:1s12、寫出碳原子和氫原子的價(jià)電子排布圖。思考為什么形成CH4,而不形成CH2?獨(dú)立自學(xué)C:2s22p2如何解決上述矛盾?用已有舊知解決矛盾矛盾:碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形2s軌道,用他們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊,不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子
在形成分子(化學(xué)鍵)時(shí),由于原子的相互影響,若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來,重新組合成一組新軌道的過程叫做雜化。所形成的新軌道就稱為雜化軌道。雜化初識雜化軌道理論鮑林為解釋分子的立體構(gòu)型提出雜化軌道理論雜化軌道理論簡介——鮑林(bàolín)引導(dǎo)探究sp3雜化過程C:2s22p2sp3雜化4個(gè)sp3雜化軌道sp3雜化:1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)能量與形狀完全相同的軌道,形成4個(gè)sp3雜化軌道。(方向不同)xyzxyzzxyzxyz109°28′每個(gè)sp3軌道形狀為一頭大,一頭小,含有1/4s軌道和3/4p軌道的成分
四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后,就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3鍵,從而構(gòu)成一個(gè)正四面體型的分子。
等性雜化:參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合價(jià)層電子空軌道激發(fā)雜化軌道軌道重新組合能量相近、類型不同的原子軌道吸收能量對雜化過程的理解
成對電子中的一個(gè)與激發(fā)電子臨近②混雜時(shí)保持軌道總數(shù)不變,角度和形狀發(fā)生變化,成鍵時(shí)釋放能量較多,軌道重疊程度更大,生成的分子更穩(wěn)定
①同一能級組或相近能級組的軌道,對于非過渡元素,由于ns和np能級接近,往往采用“sp”雜化再析雜化軌道理論-sp3雜化中心原子核外電子排布式價(jià)層電子對數(shù)雜化軌道數(shù)中心原子雜化類型空間構(gòu)型NH3
H2O
1s22s22p41s22s22p3sp344sp344三角錐形v形【思考與討論1】應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論,確定NH3、H2O的空間結(jié)構(gòu),以及中心原子的雜化軌道類型,并分析雜化過程。引導(dǎo)探究NH3空間結(jié)構(gòu):三角錐形鍵角:107o2pH2O空間結(jié)構(gòu):V形鍵角為:105o2s2p1對孤電子對2對孤電子對
不等性雜化:參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的不均勻混合。某雜化軌道有孤電子對。雜化前后原子軌道在空間取最大夾角分布,能使相互間排斥力最小。1.概念:外界條件下,能量相近的原子軌道混雜起來,重新組合新軌道的過程叫做原子軌道的雜化,雜化后的新軌道就稱為雜化軌道。2.軌道雜化的過程:激發(fā)→雜化→軌道重疊。3.雜化軌道類型:雜化軌道理論簡介sp雜化軌道的形狀為一頭大,一頭小,含有1/2s
軌道和1/2p
軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為180°,呈直線形。sp
雜化:1個(gè)s軌道與1個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成2個(gè)sp雜化軌道。xyzxyzzxyzxyz180°(1)sp雜化Be原子:1s22s2
沒有單個(gè)電子,spsp雜化如:BeCl2分子的形成180°ClClBe180°
每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大,一頭小,含有1/3s
軌道和2/3p
軌道的成分每兩個(gè)軌道間的夾角為120°,呈平面三角形。
sp2雜化:1個(gè)s軌道與2個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成3個(gè)sp2雜化軌道。xyzxyzzxyzxyzsp2sp2雜化如BF3分子的形成:B:1s22s22p1沒有3個(gè)單電子FFFB120°(1)sp2雜化①原子在成鍵時(shí),同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。②原子軌道的雜化只發(fā)生在多原子分子(原子數(shù)>2)中,單獨(dú)原子無法發(fā)生雜化(雙原子分子也沒有雜化過程)③參與雜化的原子軌道數(shù)等于形成的雜化軌道數(shù),雜化前后原子軌道數(shù)目不變,且雜化軌道的能量相同。④雜化改變了軌道的成分、能量(趨向平均化)、形狀、方向,使原子的成鍵能力增加。⑤軌道成鍵時(shí)要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理,使軌道在空間取得最大夾角分布⑥雜化軌道用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。剩余未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。分子的空間結(jié)構(gòu)主要取決于原子軌道的雜化類型。雜化軌道理論簡介4.雜化軌道理論要點(diǎn)方法一:利用雜化軌道數(shù)判斷5.判斷雜化類型雜化軌道數(shù)=中心原子孤對電子對數(shù)+中心原子結(jié)合的原子數(shù)=中心原子的價(jià)層電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)=雜化軌道數(shù)中心原子的雜化軌道類型VSEPR模型23456spsp2sp3直線形平面三角形四面體形sp3dsp3d2八面體形三角雙錐形化學(xué)式H3O+NH2-CO2SF6COCl2PCl5σ鍵電子對孤電子對雜化類型推測下列微粒中心原子的雜化類型:312220603050sp3sp3spsp3d2sp2sp3d當(dāng)堂診學(xué)方法二:有機(jī)物中碳原子雜化軌道類型判斷1、甲烷甲烷中的碳原子為飽和碳原子,碳原子是sp3雜化2、乙烯乙烯中有碳碳雙鍵,碳原子是sp2雜化乙烯分子中σ鍵和π鍵的形成過程3、乙炔乙炔中有碳碳三鍵,碳原子是sp雜化乙炔分子中σ鍵和π鍵的形成過程乙炔:
個(gè)σ鍵
個(gè)π鍵32推測下列有機(jī)物中碳的雜化類型:(1)CH3CH2CH3(2)CH3CH=CH2(3)CH≡CCH=CH2sp3sp3sp3sp3sp2sp2spspsp2sp2方法三:根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷夾角為109。28′夾角為120
。夾角為180
?!鷖p3雜化→sp2雜化→sp雜化當(dāng)堂診學(xué)價(jià)電子對數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱雜化軌道數(shù)中心原子的雜化軌道類型分子的空間構(gòu)型實(shí)例
直線形平面三角形四面體形平面三角形四面體形四面體形spsp2sp3sp2sp3VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型的關(guān)系sp3直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體形234344234344H2OSO3BeCl2、CO2SO2NH3CH4、CCl4=1+3=1+2=0+3=2+2=0+4歸納小結(jié)NO2+NO2NO2—NO3—孤電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)VSEPR模型中心原子雜化類型粒子的真實(shí)空間結(jié)構(gòu)鍵角大小0.5+2=2.5sp2雜化(5-2×2)÷2=0.51個(gè)單電子,看做1對孤電子(4-2×2)÷2=0(6-2×2)÷2=1(6-3×2)÷2=0→取30+2=21+2=30+3=3平面三角形sp2雜化V形直線形sp雜化平面三角形sp2雜化平面三角形?V形直線形平面正三角形斥力小斥力大<120°>120°NO2+NO3—NO2NO2—>>>思考與討論原子軌道雜化雜化軌道在外界條件影響下,中心原子能量相近的原子軌道發(fā)生混雜,重新組合成一組新的軌道的過程。原子軌道雜化后形成的一組新的原子軌道,叫做雜化軌道。①雜化軌道數(shù)等于參與雜化的原子軌道數(shù)②雜化改變了原子軌道的形狀和方向③雜化使原子的成鍵能力增強(qiáng)④雜化軌道用于構(gòu)建分子的σ軌道和孤電子對軌道雜化軌道理論要點(diǎn)雜化軌道類型sp3雜化、sp2雜化、sp雜化……目標(biāo)升華1、以下有關(guān)雜化軌道的說法中正確的是(
)A.sp3
雜化軌道中軌道數(shù)為4,且4個(gè)雜化軌道能量相同B.雜化軌道既能形成σ鍵,也能形成π鍵C.雜化軌道不能容納孤電子對D.sp2雜化軌道最多可形成2個(gè)σ鍵A當(dāng)堂診學(xué)2(1)【2021年山東省等級考】Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為
,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是_______________(填標(biāo)號)。A.sp
B.sp2
C.sp3
D.sp3d5D(2)【2021年全國甲卷】SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)
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