杂化轨道理论-说课
课件2：2.2.2 杂化轨道理论
2．三氯化磷分子中的中心原子以 sp3 杂化，下列有关叙述正确
的是( )
①3 个 P—Cl 键长、键角均相等
②空间结构为平面三角形
③空间结构为正四面体形
④空间结构为三角锥形
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
D [PCl3 中 P 原子采取 sp3 杂化，有一对孤电子对，结构类似于 NH3 分子，3 个 P—Cl 键长、键角均相等，空间结构为三角锥形。]
为 2s22p4。1 个 2s 轨道和 3 个 2p 轨道经杂化后形成 4 个 sp3 杂化轨 道，其中 2 个杂化轨道中各有 1 个未成对电子，分别与 H 原子的 1s 轨道形成共价键，另 2 个杂化轨道是成对电子，不与 H 原子形成共 价键，sp3 杂化轨道为正四面体形，但由于 2 对孤电子对的排斥作用， 使 2 个 O—H 的键角变得更小，成为 V 形的空间结构。
5．根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知 识填空：
(1)AsCl3 分子的空间结构为________，其中 As 的杂化轨道类型 为________。
(2)CS2 分子中 C 原子的杂化轨道类型是________。 (3)CH3COOH 中 C 原子轨道杂化类型为________。
2．下列说法中正确的是( ) A．NCl3 分子呈三角锥形，这是氮原子采取 sp2 杂化的结果 B．sp3 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 sp3 杂化轨道 C．中心原子采取 sp3 杂化的分子，其空间结构可能是四面体形 或三角锥形或 V 形 D．AB3 型的分子空间结构必为平面三角形
2．杂化轨道的形成及其特点
3．杂化轨道类型及其空间结构 (1)sp3 杂化轨道 sp3 杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道杂化形成的。sp3 杂化 轨道间的夹角是 109°28′，空间结构为正四面体形(如下图所示)。
教学设计7：2.2.2杂化轨道理论
第2课时杂化轨道理论一、教材与学情分析1.教材分析新教材改革使结构化学成为独立的课本出现在高中化学中，本节内容选自高中化学人教版（新课标）选修3第二章分子与结构第二节第2课时。
杂化轨道理论位于共价键和价层电子对互斥理论之后，对价键理论进行了完善和丰富，很好地解释了多原子分子的空间构型，并且形象地解释了原子之间的成键方法、有关物质的空间结构及其稳定性。
还对后续配合物和晶胞的学习奠定了空间想象基础。
因此杂化轨道理论在高中化学中起着承上启下的作用。
2.学情分析：知识基础：已经学习了原子的结构与性质，价键理论和价层电子对互斥理论，学会了运用价层电子对互斥理论来判断简单分子的空间构型。
能力基础: 高二学生思维敏捷，好奇心强，动手能力强，但空间想象力弱，而且本节对学生空间想象力和抽象思维能力要求较高。
因此我将难点拆分，将其转化为问题抛给学生，再通过模型动画演示和小组合作学习的形式突破教学重难点。
可能遇到的障碍:如果对原子结构和价层电子对互斥理论掌握的不好，空间想象能力欠缺将会影响到对本部分内容的学习。
二、教学目标根据《普通高中化学课程标准（实验）》的要求，制定以下教学目标：1.知识与技能：认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据杂化轨道理论解释分子的空间构型。
2.过程与方法：培养分析、归纳能力和空间想象能力3.情感态度与价值感：通过杂化轨道理论的学习，激发学习兴趣，投身科学追求真理的积极情感；提高学生对探究物质结构的兴趣，感受物质结构与性质的奇妙。
三、教学重难点重点：杂化轨道理论的要点难点：对杂化轨道理论的理解；用杂化轨道理论来解释分子的构型四、教法学法教法：讲授法，问题驱动式教学法，对比归纳法，多媒体辅助教学法学法：自主学习，探究学习，合作学习五、教学流程教学过程教师活动学生活动设计意图环节一创设教学情景问题引入问题一：判断CH4分子中的共价键类型？问题二：请说出CH4分子的空间构型？观看甲烷分子空间结构投影，回忆其所含共价键类型和分子空间构型回答：甲烷的四个C-H键为σ键。
第2章 第2节 第2课时 杂化轨道理论(讲义)【新教材】
一、杂化轨道理论简介1．杂化轨道的含义在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子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．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)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。
(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。
杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，例如s轨道与p轨道杂化后形成的杂化轨道一头大一头小，如图，成键时根据最大重叠原理，使它的大头与其他原子轨道重叠，重叠程度更大，形成的共价键更牢固。
(4)为使相互间的排斥最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。
同一组杂化轨道的伸展方向不同，但形状完全相同。
【归纳总结】杂化轨道理论四要点(1)能量相近原子在成键时，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)数目不变形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。
(3)成键能力增强杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。
(4)排斥力最小杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。
二、杂化轨道类型与分子空间结构的关系 1．杂化轨道的类型(1)sp 3杂化轨道——正四面体形sp 3杂化轨道是由1个n s 轨道和3个n p 轨道杂化而成，每个sp 3杂化轨道都含有14s 和34p 的成分，sp 3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。
如下图所示。
(2)sp 2杂化轨道——平面三角形sp 2杂化轨道是由1个n s 轨道和2个n p 轨道杂化而成的，每个sp 2杂化轨道含有13s 和23p 成分，sp 2杂化轨道间的夹角都是120°，呈平面三角形，如下图所示。
(3)sp 杂化——直线形sp 杂化轨道是由1个n s 轨道和1个n p 轨道杂化而成的，每个sp 杂化轨道含有12s 和12p 的成分，sp 杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形，如下图所示。
杂化轨道理论简介课件
本ppt课件介绍杂化轨道理论的基本概念和重要性，包括杂化轨道的形成条件 和特点，以及在化学中的实际应用。通过本课件，你将理解杂化轨道的意义 和其在分子构型预测和反应活性中的关键作用。
杂化轨道的定义和作用
1 定义
杂化轨道是原子轨道的线性组合，用于描述 分子中电子分布的形态。
sp3 杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和三个p轨道线性组合。
2 特点
形成四个等能量的sp3杂化轨道，角度为109.5°。
sp3 d杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道，三个p轨道和一个d轨道线性组合。
2 特点
形成五个等能量的sp3d杂化轨道，角度为90°和120°。
sp3 d2 杂化轨道的形成和特点
杂化轨道的重叠形成了共价键。
2 杂化轨道形成共价键角
杂化轨道的角度决定了分子的形状。
2 作用
杂化轨道确定了分子的几何形状和化学性质。
s、p、d杂化轨道的形成条件
1 s轨道
只需一个原子轨道即可。
2 p轨道
需要一个s轨道和两个p轨 道。
3 d轨道
需要一个s轨道，三个p轨 道和五个d轨道。
sp杂化轨道的形成和特点
1 形成
一个s轨道和一个p轨道线性组合。
2 特点
形成两个等能量的sp杂化轨道，角度为180°。
1 形成
2 特点
一个s轨道，三个p轨道和两个d轨道线性组合。
形成六个等能量的sp3d2杂化轨道，角度为 90°。
杂化轨道理论的实际应用
1 分子构型的预测
杂化轨道性
杂化轨道理论可解释分子的反应活性和化学性质。
杂化轨道与化学键的关系
1 杂化轨道形成了化学键
杂化轨道理论-说课课件
通过观察自由基共振结构来验证杂化轨道理论。
分析分子的实验光谱数据与杂化轨道理论的预 测进行比较。 通过分子的结构拓扑性质来验证杂化轨道的形 成。
总结和展望
通过研究杂化轨道理论，我们深入了解了电子的行为和分子的性质。未来， 杂化轨道理论将继续在化学、材料科学和生物科学领域发挥重要作用。
• 帮助研究材料的物理 和化学性质。
药物设计
环境科学
• 杂化轨道理论可用于 预测药物分子的性质
• 和帮活助性设。计更有效的药物。
• 杂化轨道理论有助于 研究大气和水体中污 染物的转化和降解机
• 制可。用于评估环境风险 和制定净化策略。
杂化轨道理论的实验验证
自由基共振结构 实验光谱数据 结构拓扑性质
杂化轨道的类型
sp 杂化轨道
sp 杂化轨道由一个 s 轨道和一个 p 轨道线性组合而成。
sp2 杂化轨道
sp2 杂化轨道由一个 s 轨道和两个 p 轨道线性组合而成。
sp3 杂化轨道
sp3 杂化轨道由一个 s 轨道和三个 p 轨道线性组合而成。
杂化轨道的形成原理
原子轨道混合
杂化轨道是由不同形状的原子 轨道混合而成的。
杂化轨道理论-说课课件
欢迎来到杂化轨道理论的说课课件。在这个课程中，我们将探索杂化轨道的 本质、形成原理、几何形状以及应用领域。让我们开始吧！
杂化轨道的本质
1 电子排斥
杂化轨道理论解释了电子避免互相排斥的机制。
2 原子间键合
杂化轨道的形成使得分子中原子之间能够形成共价键。
3 分子的稳定性
杂化轨道增强了分子的稳定性，影响着化学反应和性质。
轨道重叠
轨道重叠促使电子共享，形成 共价键。
混合过程
杂化轨道理论介绍课件
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
杂化轨道理论基础
杂化轨道理论的应用
杂化轨道理论的局限性
杂化轨道理论的发展
杂化轨道理论基础
杂化轨道的概念
01
杂化轨道是原子中电子所处的能量和空间分布状态
02
杂化轨道的形成是由于原子中电子的相互作用和能量最低原理
03
杂化轨道可以描述原子中电子的成键行为和化学性质
指导合成路线设计
预测反应产物：根据杂化轨道理论，预测化学反应的产物和反应机理
优化反应条件：通过杂化轨道理论，优化反应条件，提高反应效率和产率
设计新型催化剂：利用杂化轨道理论，设计新型催化剂，提高催化性能
指导药物设计：根据杂化轨道理论，设计新型药物分子，提高药物疗效和降低副作用
杂化轨道理论的局限性
杂化轨道理论可以解释分子的化学性质
杂化轨道理论可以解释分子的物理性质
杂化轨道理论可以解释分子的几何构型
02
03
04
01
预测化学反应
3
2
4
1
杂化轨道理论可以预测化学反应的产物和反应速率
杂化轨道理论在药物设计和合成中有广泛的应用
利用杂化轨道理论可以预测化学反应的机理和途径
杂化轨道理论可以帮助我们理解化学反应的立体化学性质
sp3d2杂化：由一个s轨道和三个p轨道和两个d轨道组合而成，形成六个能量相同的杂化轨道
杂化轨道的稳定性
杂化轨道的形成：原子轨道的线性组合
杂化轨道的稳定性：能量较低，稳定性较高
杂化轨道的种类：sp、sp2、sp3等
杂化轨道的应用：解释分子结构和化学键的形成
杂化轨道理论的应用
杂化轨道理论-(公开课)
4个s-sp3 σ键
4.中心原子杂化类型判断的一般方法
杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数= 中心原子 孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
代表物
CO2 CH2O SO2 CH4 NH3 H2O
价层电子对 杂化轨道类型 分子结构
数
0+2=2
sp
直线形
0+3=3 1+2=3 0+4=4 1+3=4 2+2=4
3：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预
测分子的几何构型。
(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O
4、下列微粒中心元素以sp3杂化的是（ B）
A．ICl4-
B．ClO4-
C．BrF4+ D．SF4
5．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（ B）
A．两个碳原子采用sp杂化方式 B．两个碳原子采用sp2杂化方式 C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键 D．两个碳原子形成两个π键
每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头
小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分,每
两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
乙烯（C2H4）分子的形成
2s
2p
2s 激发
2p
杂化 s p 2
2p
↑↑↑ ↑
C的基态
激发态
乙烯分子中碳原子的杂化,描述各个轨道空间位置关系.
乙烯中的Ｃ在轨道杂化时，有一个Ｐ轨道未参与 杂化，只是Ｃ的２s与两个２p轨道发生杂化，形成三 个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平 面三角形的三个顶点，杂化轨道间夹角为120°。未 杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在的平面。
第3课时杂化轨道理论公开课
2024/1/25
11
杂化轨道与分子构型的关系
杂化轨道理论是解释分子构型的重要理论之一，通过杂化轨道可以预测和解释分子 的空间构型。
杂化轨道的形成是由于原子轨道的线性组合，形成能量相等的杂化轨道，以满足分 子成键的需要。
2024/1/25
不同的杂化轨道类型对应不同的分子构型，如sp3杂化对应四面体构型，sp2杂化对 应平面三角形构型等。
2024/1/25
02
03
原子轨道由三个量子数确定 ：主量子数n、角量子数l和磁
量子数m。
不同能级的原子轨道具有不 同的形状和大小，如s、p、d
、f等轨道。
7
杂化轨道的形成与类型
杂化轨道是由不同能 级的原子轨道混合而 成的新的原子轨道。
常见的杂化类型有sp 、sp2、sp3等，分 别对应不同的分子构 型和化学键类型。
能等性质。
01
02
03
04
2024/1/25
9
05
03
分子构型与杂化轨道
2024/1/25
10
分子构型的概念
分子构型是指分子中原子在空间 的排列方式，包括原子的相对位
置和键角等。
分子构型决定了分子的物理和化 学性质，如极性、键能、反应活
性等。
分子构型的描述通常包括分子的 形状、键长、键角和二面角等参
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24
对杂化轨道理论的展望
拓展杂化轨道理论的应用 范围
通过引入更精确的量子化学计 算方法，将杂化轨道理论应用 于更广泛的化学体系，包括复 杂有机分子、金属有机化合物 等。
深入研究杂化轨道的本质
进一步探讨杂化轨道的物理意 义和本质，如电子云的分布、 原子间的相互作用等，以更深 入地理解分子的结构和性质。
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杂 化 轨 道 理 论
创 设 情 境
发 现 问 题
分 析 问 题
探讨尝试
交流提炼
有 效 迁 移
运 用 拓 展
归纳总结
5
创设情境
问题1、请判断CH4分子的空间构型？判断 CH4分子中4个C-H键的键长、键角的关系？
杂 化 轨 道 理 论
′
为正四面体形
6
提出问题
问题2、写出C原子的价层电子排布图
C
2s
杂 化 轨 道 理 论
2
教学目标
知识与技能
过程与方法
情感态度价值观
杂 化 轨 道 理 论
认识杂化轨道理 论的要点；进一 步了解化合物中 原子的成键特征； 能根据杂化轨道 理论判断简单分 子或离子的立体 构型。
培养分析、归纳 能力和空间想象 能力；采用图表、 比较、讨论的方 法学习新知；学 习科学探究的基 本方法，提高科 学探究能力。
内容：略
LOGO
19
3
1/3 s 轨道成分 2/3 p 轨道成分
BF3
sp杂化
1个S轨道 1个P轨道
2
1/2 s 轨道成分 1/2 p 轨道成分
12
O
CO2
有效迁移
中心原子杂化轨道类型与分子构型的关系
代表物 中心原子 孤电子对数 价层电 子对数 杂化轨道数 杂化轨 道类型 分子立体构型 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 V形
CO2
CH2O 杂 化 轨 道 理 论 CH4 SO2 NH3 H2O
2 1 0
0+2=2
0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4 2+2=4
13
2
3 4 3 4 4
sp
sp2 sp3 sp2 sp3 sp3
运用拓展
杂 化 轨 道 理 论
1、判断下列分子中心原子的杂化类型 H2O CO2 CH2O NH3 BF3 CH4
杂 化 轨 道 理 论
保持轨道总数不变，得到4个相同的sp3杂 化轨道，夹角109 °28 。
8
探讨尝试
CH4分子形成
2s 2p
2s
2p
sp3
C的基态
激发态
杂化态
H
z z z 109°28'
y x
/379538905
y x
9
H
x
C
y
z
H
H
y
x 正四面体形
一不变： 轨道数目
11
四 变 一 不 变
归纳总结：三种杂化轨道类型的比较
杂化类型
参与杂化 的轨道类 型和数目 杂化 轨道 数目 杂化轨道 成分 杂化轨道 互斥模型 实例
sp3杂化
杂 化 轨 道 理 论
1个S轨道 3个P轨道
4
1/4 s 轨道成分 3/4 p 轨道成分
CH4
sp2杂化
1个S轨道 2个P轨道的碳原子的 杂化类型。
杂 化 轨 道 理 论
有机物中碳原子 成键特点 碳原子杂化类型 实例
4个单键 sp3 CH4
15
1个双键 sp2 C 2 H4
1个三键 sp C 2 H2
说课流程
作业布置 杂化轨 道理论 教材分析
杂 化 轨 道 理 论
板书设计
LOGO
选修三 第二章 第二节
分子的立体构型
——杂化轨道理论
1
教材的地位及作用
杂化轨道理论是现代价键理论的一部分。1931年，由鲍 林等人在价键理论的基础上提出的，它在成键能力、分 子空间构型等方面进一步丰富和发展了现代价键理论。 杂化轨道理论形象的解释了原子之间的成键方法、有关 物质的空间结构，内容虽然比较抽象，但是它可以帮助 人们更好地认识和理解物质的结构和性质。 杂化轨道理论在有机化学教学中占有十分重要的地位。 在有机化学学习中，分析化合物的结构应该从原子轨道 的杂化开始，因此，杂化轨道理论对于学习有机化学具 有重要的指导作用。
学情分析
教学过程
16
教学模式
板书设计
杂化轨道理论简介 一、概念： 二、杂化的规律 三、杂化轨道的类型 1、sp3杂化 2、sp2杂化 3、sp 杂化
杂 化 轨 道 理 论
17
布置作业
原则：针对学生素质的差异进行分 层训练，既使学生掌握基础知识， 又使学有余力的学生有所提高。
杂 化 轨 道 理 论
2px
2py
2pz
杂 化 轨 道 理 论
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，用他们跟4个氢原子 的1S轨道重叠，为什么得到4个完全等同的C-H 键？
7
自主释疑
鲍林提出的杂化轨道理论：当碳原子与4
个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的1个 2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时
3
激发学习兴趣、 投身科学、追求 真理的积极情感； 体验科学探究的 艰辛与愉悦；培 养勇于创新的科 学态度。
学习重点、难点
教学重点难点
杂 化 轨 道 理 论
重点：
杂化轨道 理论的要点
难点：
对杂化轨道理 论的理解；用 杂化轨道理论 判断分子的立 体构型
教学模式
“问题探究式”教学模式
解决问题
自主释疑
交流提炼
杂 化 轨 道 理 论
什么是杂化？ 什么是杂化轨道？ 杂化的条件是什么？ 杂化的目的是什么？ 杂化的结果怎样？ 杂化前后轨道有什么变化？ 杂化轨道有哪些类型？
10
归纳总结：杂化前后轨道的比较
z
y z y x x z y x z y
x
杂 化 轨 道 理 论
四变
成分 能量 形状 伸展方向