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杂化轨道理论简介PPT教学课件
第二节 分子的立体构型 杂化轨道理论简介
请根据价层电子对相斥理论 分析甲烷的立体构型
按照我们已经学过的价键理 论，甲烷的4个C — H单键都 应该是σ键，然而，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 为轨了解道决，这用一矛它盾们，跟鲍林4个提出氢了原杂化子轨的道理论 1s原子轨道重叠，不可能得到
叶脉：有导管和筛管。导管运输水分和无机盐， 筛管运输有机物。
极 细 光 束
黑暗中
1装片中好氧菌集中在被 光束照射到的部位附近。
光照下
2装片中好氧菌集中在叶 绿体所有受照射的部位。
恩吉尔曼的水绵光合作用实验
为什么好氧细菌集 中在叶绿体所有受 光部位的周围？
实验证明：氧是由叶
绿体释放出来的，叶
绿体是光合作用的场
上表皮 下表皮
气孔 保卫细胞
填图练习
叶肉 叶脉
气孔
表皮 保卫细胞
叶片的结构:表皮、叶肉、叶脉。
表皮：无色透明，有利于光线的透入；外有角质 层，有保护作用；表皮上有保卫细胞、以及由保 卫细胞围成的空隙——气孔，气孔是气体进出的 门户。
叶肉：分栅栏组织和海绵组织。栅栏组织细胞呈 圆柱形，排列整齐，细胞含叶绿体较多。海绵组 织细胞形状不规则，排列比较疏松，细胞含叶绿 体较少。
有： sp sp2 sp3
2.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子；
(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）；
(3) 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；但杂化轨道在成键时更 有利于轨道间的重叠；
(4) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性 （以减小化学键之间的排斥力）。
请根据价层电子对相斥理论 分析甲烷的立体构型
按照我们已经学过的价键理 论，甲烷的4个C — H单键都 应该是σ键，然而，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 为轨了解道决，这用一矛它盾们，跟鲍林4个提出氢了原杂化子轨的道理论 1s原子轨道重叠，不可能得到
叶脉：有导管和筛管。导管运输水分和无机盐， 筛管运输有机物。
极 细 光 束
黑暗中
1装片中好氧菌集中在被 光束照射到的部位附近。
光照下
2装片中好氧菌集中在叶 绿体所有受照射的部位。
恩吉尔曼的水绵光合作用实验
为什么好氧细菌集 中在叶绿体所有受 光部位的周围？
实验证明：氧是由叶
绿体释放出来的，叶
绿体是光合作用的场
上表皮 下表皮
气孔 保卫细胞
填图练习
叶肉 叶脉
气孔
表皮 保卫细胞
叶片的结构:表皮、叶肉、叶脉。
表皮：无色透明，有利于光线的透入；外有角质 层，有保护作用；表皮上有保卫细胞、以及由保 卫细胞围成的空隙——气孔，气孔是气体进出的 门户。
叶肉：分栅栏组织和海绵组织。栅栏组织细胞呈 圆柱形，排列整齐，细胞含叶绿体较多。海绵组 织细胞形状不规则，排列比较疏松，细胞含叶绿 体较少。
有： sp sp2 sp3
2.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子；
(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）；
(3) 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；但杂化轨道在成键时更 有利于轨道间的重叠；
(4) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性 （以减小化学键之间的排斥力）。
选修3杂化轨道理论ppt课件
精选ppt
已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 ★杂化轨道数 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
结合上述信息完成下表：
代表物
CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
0+2=2
SP
直线形
0+3=3
SP2
平面三角形
0+4=4
SP3
正四面体形
（1）看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1 个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，形成 的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，形成 的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。 （2）没有填充电子的空轨道一般不参与杂化。
精选ppt
思考题：根据以下事实总结：如何判断一个 化合物的中心原子的杂化类型？
[Fe (SCN) ]2+ 血红 色
由于该离子的颜 色极似血液，常
被用于电影特技
和魔术表演。
练习书写： 向硝酸银溶液中逐渐滴加氨水的离子方程式
精选ppt
其结构简式为：
H3N Cu NH3
NH3
试写出实验中发生的两个反应的离 子方程式？
Cu 2+ +2NH3 .H2O
Cu（OH）2 +2 NH4 +
Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O 蓝色沉淀
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O 深蓝色溶 液
精选ppt
精选ppt
实验2-3
Fe 3+ +SCN— 硫氰酸根
中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ轨道，如 H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对， 这样的4个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化。
已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 ★杂化轨道数 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
结合上述信息完成下表：
代表物
CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
0+2=2
SP
直线形
0+3=3
SP2
平面三角形
0+4=4
SP3
正四面体形
（1）看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1 个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，形成 的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，形成 的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。 （2）没有填充电子的空轨道一般不参与杂化。
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思考题：根据以下事实总结：如何判断一个 化合物的中心原子的杂化类型？
[Fe (SCN) ]2+ 血红 色
由于该离子的颜 色极似血液，常
被用于电影特技
和魔术表演。
练习书写： 向硝酸银溶液中逐渐滴加氨水的离子方程式
精选ppt
其结构简式为：
H3N Cu NH3
NH3
试写出实验中发生的两个反应的离 子方程式？
Cu 2+ +2NH3 .H2O
Cu（OH）2 +2 NH4 +
Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O 蓝色沉淀
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O 深蓝色溶 液
精选ppt
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实验2-3
Fe 3+ +SCN— 硫氰酸根
中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ轨道，如 H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对， 这样的4个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化。
杂化轨道理论完整ppt课件
•杂化轨道理论基本概念•s-p 杂化轨道•p-d 杂化轨道•d-f 杂化轨道•杂化轨道理论与分子构型关系•杂化轨道理论在化学领域应用•总结与展望目录01杂化轨道理论基本概念原子轨道与杂化轨道原子轨道杂化轨道sp 杂化sp2杂化sp3杂化030201杂化类型及特点杂化轨道形成过程激发原子中能量相近的不同类型原子轨道在成键过程中重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道。
杂化重新组合后的原子轨道称为杂化原子轨道，简称杂化轨道。
成键杂化后的原子轨道能量相等、成分相同，仅空间方位不同。
杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理。
02s-p杂化轨道s-p杂化原理及类型s-p杂化原理s-p杂化类型根据参与杂化的s和p轨道数目不同，可分为sp、sp²、sp³等类型。
s-p杂化实例分析乙烯分子中的C=C双键炔烃分子中的C≡C三键s-p杂化性质总结s-p杂化轨道具有方向性和饱和性01s-p杂化影响分子构型和性质02s-p杂化与化学键稳定性0303p-d杂化轨道p-d杂化原理及类型p-d杂化原理p-d杂化类型p-d杂化实例分析实例一PCl5分子。
磷原子中的3个p轨道和1个d轨道发生杂化，形成5个sp3d杂化轨道，分别与5个氯原子形成共价键。
这种杂化解释了PCl5分子的三角双锥构型。
实例二SF6分子。
硫原子中的3个p轨道和2个d轨道发生杂化，形成6个sp3d2杂化轨道，分别与6个氟原子形成共价键。
这种杂化解释了SF6分子的八面体构型。
化学键性质p-d 杂化轨道中的电子分布和键合情况决定了分子的化学键性质，如键长、键角、键能等。
这些性质与分子的稳定性和反应性密切相关。
几何构型p-d 杂化轨道形成的分子具有特定的几何构型，如三角双锥、八面体等，这些构型与参与杂化的轨道数目和类型密切相关。
光学性质p-d 杂化轨道对分子的光学性质也有影响，如吸收光谱、发射光谱等。
这些性质与分子中的电子跃迁和能级结构有关。
精选 《杂化轨道理论》参考完整教学课件PPT
正四面体三角 锥形或V形
随堂演练
1．判断正误正确的打“√〞，错误的打“×〞
1价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。 ×
模型与分子空间结构不一致。
√
3五原子分子的空间结构都是正四面体形。 ×
4杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。
3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四面体形。
3型×的共价化合物,其中心原子A均采用3杂化轨道成键。
6杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对
原子轨道杂化与杂化轨道
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
轨道的 杂化
轨道的 杂化
杂化后形成的新的能量相同的组原子轨道
①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向 ③杂化使原子的成键能力增强
例如： 2 杂化 —— BF3分子的形成
F
B： 122221 没有3个单电子
2p
2p
2s
激发 2s
B
F
sp2杂化
F
sp2
练习2：分析C2H4的杂化方 式
22
基态原子：
C
11
H
激发态原子 ：
21 C
杂化后：
H
H
22
23
H H
练习3：请结合价键理论分析BH3的分子结构
22
21
基态原子 ：
B
11 H
6杂化类型判断：
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对
数相等。
A的价电子对数
2
3
4
A的杂化轨道数
2
3
4
杂化类型
课件8：2.2.2 杂化轨道理论
题组训练
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)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
( ×)
(2)中心原子采取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，有利于牢固成键
第 2 课时 杂化轨道理论
新课引入
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体结构。 思考：为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而 不是CH2？键角为什么不是90°而是109°28′
目标导航 1．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。 2．并能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断： 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)根据中心原子的价层电子对数判断： 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)根据中心原子上有无π键及π键数目判断： 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。
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
_1_8_0_°_
_1_2_0_°_ _1_0_9_°__2_8_′_
立体构型名称 _直__线__形 平__面__三__角__形 _正__四__面__体__形
无机化学 杂化轨道理论 PPT课件
sp3
不等性杂化
有单电子的 sp3 杂化轨道 与 H 的 1s 成 键；
故 H2O 分子呈 “V ” 字形 结构
sp3
不等性杂化
有对电子的 sp3 杂化轨道 不成键，为孤电子对。
H－O－H 键角本应 109°28′ 但由于孤电子对对于成键电对的 斥力，该键角变小，成为 104°45′
NH3 三角锥形 中心 N 原子 sp3 不等性杂化
sp3
不等性杂化
sp3
不等性杂化
3 条有单电子的 sp3 杂化轨道
分别与 H 的 1s 成 键。
分子呈三 角锥形结构
••
N
H
H
H
sp3
不等性杂化
由于孤电子对的影 响，H－N－H 角变小，
H 为 107°18′
•• N
H H
sp3不等性杂化hoh键角本应10928但由于孤电子对对于成键电对的的斥力该键角变小成为为10445nh3三角锥形中心n原子sp3不等性杂化sp3不等性杂化3条条有单电子的sp3杂化轨道分别与h的1s成??键
5. 4 杂化轨道理论
价键理论中讲过，CH4 形 成的过程中， 碳原子有激发的 步骤，以得到 4 个单电子。
杂化过程中形成的杂化轨道的 数目，等于参加杂化的轨道的数。
CH4 中参加杂化的有 2s，2px， 2py，2pz 共 4 条原子轨道。
形成的杂化轨道也是 4 条。 4 条形状和能量完全相同的 sp3 杂化轨道。
杂化过程的实质是波函数 的线性组合，得到新的波函数 —— 杂化轨道的波函数。
例如 s 和 px 杂化，产生两条
平行，两个 pz 之间成 键。
＋
＋
－
－
故乙烯中有 C = C 的存在。
不等性杂化
有单电子的 sp3 杂化轨道 与 H 的 1s 成 键；
故 H2O 分子呈 “V ” 字形 结构
sp3
不等性杂化
有对电子的 sp3 杂化轨道 不成键，为孤电子对。
H－O－H 键角本应 109°28′ 但由于孤电子对对于成键电对的 斥力，该键角变小，成为 104°45′
NH3 三角锥形 中心 N 原子 sp3 不等性杂化
sp3
不等性杂化
sp3
不等性杂化
3 条有单电子的 sp3 杂化轨道
分别与 H 的 1s 成 键。
分子呈三 角锥形结构
••
N
H
H
H
sp3
不等性杂化
由于孤电子对的影 响，H－N－H 角变小，
H 为 107°18′
•• N
H H
sp3不等性杂化hoh键角本应10928但由于孤电子对对于成键电对的的斥力该键角变小成为为10445nh3三角锥形中心n原子sp3不等性杂化sp3不等性杂化3条条有单电子的sp3杂化轨道分别与h的1s成??键
5. 4 杂化轨道理论
价键理论中讲过，CH4 形 成的过程中， 碳原子有激发的 步骤，以得到 4 个单电子。
杂化过程中形成的杂化轨道的 数目，等于参加杂化的轨道的数。
CH4 中参加杂化的有 2s，2px， 2py，2pz 共 4 条原子轨道。
形成的杂化轨道也是 4 条。 4 条形状和能量完全相同的 sp3 杂化轨道。
杂化过程的实质是波函数 的线性组合，得到新的波函数 —— 杂化轨道的波函数。
例如 s 和 px 杂化，产生两条
平行，两个 pz 之间成 键。
＋
＋
－
－
故乙烯中有 C = C 的存在。
杂化轨道理论完整ppt课件
2、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子 时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
可编辑课件
5
激发
CH4分子（sp3杂化）
2p 2s
2p 2s
sp3杂化
sp3
可编辑课件
6
3.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。 (2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能
级组或相近能级组的轨道）。 (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。 (4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨
理论分析：Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个 Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个spp的 σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。
实验测定：BeCl2分子中有2个完全等同的BeCl键， 键角为1800 ，分子的空间构型为直线。
其他例子： CO2、HC≡CH
乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。
可编辑课件
8
可编辑课件
9
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨 道和3个2p轨道这4个轨道会发生混杂,混杂时保持轨 道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨 道,夹角109 28 ′, 如下图所示：
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C 109°28’
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
可编辑课件
32
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
H
H
H
可编辑课件
10
实例分析1：
试解释CCl4分子的空间构型。
可编辑课件
5
激发
CH4分子（sp3杂化）
2p 2s
2p 2s
sp3杂化
sp3
可编辑课件
6
3.杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。 (2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能
级组或相近能级组的轨道）。 (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。 (4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨
理论分析：Be原子上的两个SP杂化轨道分别与2个 Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，形成2个spp的 σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线。
实验测定：BeCl2分子中有2个完全等同的BeCl键， 键角为1800 ，分子的空间构型为直线。
其他例子： CO2、HC≡CH
乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。
可编辑课件
8
可编辑课件
9
当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨 道和3个2p轨道这4个轨道会发生混杂,混杂时保持轨 道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨 道,夹角109 28 ′, 如下图所示：
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C 109°28’
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
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H
H
H
可编辑课件
10
实例分析1：
试解释CCl4分子的空间构型。
杂化轨道理论-说课课件
有 效 迁 移
运 用 拓 展
归纳总结
9
说课流程
教学反思 杂化轨 道理论 教材分析
杂 化 轨 道 理 论
板书设计
学情分析
教学过程
10
教学模式
教学过程
复习引入: 用价层电子对互斥理论判断分子构型
分子
σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 分子构型
CH4 杂 化 轨 道 理 论
11
难点：
对杂化轨道理 论的理解；用 杂化轨道理论 判断分子的构 型
7
说课流程
教学反思 杂化轨 道理论 教材分析
杂 化 轨 道 理 论
板书设计
学情分析
教学过程
8
教学模式
教学模式
“问题探究式”教学模式 解决问题
自学释疑
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
LOGO
杂化轨道理论
段蕾蕾
1
说课流程
教学反思 杂化轨 道理论 教材分析
杂 化 轨 道 理 论
板书设计
学情分析
教学过程
2
教学模式
教材的地位及作用
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，杂化轨道理论能够解释分子的空间结构。因此杂化 轨道理论在结构化学中占有重要的地位。 杂化轨道理论形象的解释了原子之间的成键方法、有关 物质的空间结构及其稳定性。 杂 化 轨 道 理 论 杂化轨道理论对于学习有机化学具有重要的指导作用。
5
教 学 目 标
1、知识与技能：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
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物，中心原子采取sp3杂化。如CCl4、SiF4、CHCl3。
3.三种sp杂化轨道类型的比较
杂化 类型ຫໍສະໝຸດ sp参与杂化的 原子轨道
1个 s + 1个p
杂 化 2个sp杂化 轨 道 数 轨道
杂化轨道 180° 间夹角
空间 构型
直线形
实
例 BeCl2
sp2
1个s + 2个p 3个sp2 杂化轨道 120°
sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
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。
每个sp杂化轨道的形状为 一头大，一头小； 含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分； 两个轨道间的夹角为180°，呈直线型。
BeCl2分子结构
sp
px
px
Cl
Cl
Cl
Be
Cl
规律：第ⅡA族、ⅡB族元素与第ⅦA族元
素所形成的MX2型共价化合物，中心原子采取 sp杂化。如BeBr2、HgCl2。
探究2：BF3 分子的形成
F
120° 实验测得，三个共价键，
B
平面三角形分子（键角
120°）。
F
F
B原子价电子排布式：2s22p1，有一 个未成对电子
1个2s 轨道与2个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂 化轨道。
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。
(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）。
(3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。
(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；杂化后原子轨道方向 改变，杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠
(5) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性（以 减小化学键之间的排斥力）。 (6)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。 (7)杂化轨道只能用于形成σ键，不能用于形成∏键。
关于杂化轨道理论
复习回顾
一、形形色色的分子 二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子
分子 类型
中心原子 结合的原子数
代表物
空间构型
AB2
2
CO2
直线形
无孤对电子 AB3
3
CH2O 平面三角形
AB4
4
CH4 正四面体
有孤对电子 AB2
2
AB3
3
H2O
V形
NH3 三角锥形
思考与交流
1.回忆： CH４分子中C原子形成几个共价键？分 子空间构型怎样？
三、杂化轨道理论简介
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理 论，它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲 烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生 混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同 的sp3杂化轨道，夹角109 28 ′ ,正四面体形。
2p 2s
C的基态
激发 2s
2p
激发态
杂化 正四面体形 sp3 杂化态
3.“杂化轨道”有哪些特点？
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
在形成分子时，由于原子的相互影响，同 一原子中的若干不同类型、能量相近的原子 轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方 向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化”（混合平均化）
2.杂化轨道理论的要点
sp3 杂化
C原子由1个2s轨道和3个2p轨道混杂并重新组合成4个能量与 形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
为了四个杂化轨道 在空间尽可能远离， 使轨道间的排斥最 小，4个杂化轨道的 伸展方向分别指向 正四面体的四个顶 点。
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，就形成了四个性质、能量 和键角都完全相同的s-sp3σ键，形成一个正四面 体构型的分子。
思考与交流
通过以上的学习，以CH4为例，谈谈你对“杂化” 及“杂化轨道”的理解。
1.C原子为什么要进行“杂化”？
2.什么是杂化？C原子是如何进行“杂化”的？
每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个 相同的σ键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ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π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和 一个π键构成。
探究1：BeCl2分子的形成
实验测得: 两个共价键，直线形分子（键角180°） Cl—Be—Cl
Cl
Be
Cl
180°
Be原子价电子排布式：2s2 没有未成对电子
一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道
sp杂化轨道的形成和空间取向示意图
为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180° 。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
sp2 杂化 —— BF3分子的形成
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。
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
规律：第ⅢA族元素与第ⅦA族元素所 形成的MX3型共价化合物，中心原子 采取sp2杂化。如BBr3。
sp3杂化 —— CH4分子的形成
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化, 形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状
也为一头大，一头小，
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p
轨道的成分 每两个轨道间的夹角为
109°28′，正四面体形
规律：第ⅣA族元素与第ⅠA族、ⅦA族元素所形成的MX4型共价化合
2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测： CH４分子的C原子怎样才能形成四个共价键？
3.如果C原子就以１个２s轨道和３个２p轨道上的 单电子，分别与四个Ｈ原子的１s轨道上的单电子 重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？ 这与CH４分子的实际情况是否吻合？
2s
2px
2py
2pz
键长、键能相同，键角相同为109°28′
平面三角形
BF3
sp3
1个s + 3个p 4个sp3 杂化轨道
109°28′
正四面体形
CH4
应用反馈
用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、 成键情况和分子的空间构型。
（1）CH2＝CH2 （2）CH≡CH
提醒：杂化轨道只能用于形成σ键或 容纳孤对电子，剩余的未杂化p轨道 还可形成∏键。
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生 杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。
3.三种sp杂化轨道类型的比较
杂化 类型ຫໍສະໝຸດ sp参与杂化的 原子轨道
1个 s + 1个p
杂 化 2个sp杂化 轨 道 数 轨道
杂化轨道 180° 间夹角
空间 构型
直线形
实
例 BeCl2
sp2
1个s + 2个p 3个sp2 杂化轨道 120°
sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
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。
每个sp杂化轨道的形状为 一头大，一头小； 含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分； 两个轨道间的夹角为180°，呈直线型。
BeCl2分子结构
sp
px
px
Cl
Cl
Cl
Be
Cl
规律：第ⅡA族、ⅡB族元素与第ⅦA族元
素所形成的MX2型共价化合物，中心原子采取 sp杂化。如BeBr2、HgCl2。
探究2：BF3 分子的形成
F
120° 实验测得，三个共价键，
B
平面三角形分子（键角
120°）。
F
F
B原子价电子排布式：2s22p1，有一 个未成对电子
1个2s 轨道与2个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂 化轨道。
(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。
(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）。
(3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。
(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；杂化后原子轨道方向 改变，杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠
(5) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性（以 减小化学键之间的排斥力）。 (6)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。 (7)杂化轨道只能用于形成σ键，不能用于形成∏键。
关于杂化轨道理论
复习回顾
一、形形色色的分子 二、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
中心原子
分子 类型
中心原子 结合的原子数
代表物
空间构型
AB2
2
CO2
直线形
无孤对电子 AB3
3
CH2O 平面三角形
AB4
4
CH4 正四面体
有孤对电子 AB2
2
AB3
3
H2O
V形
NH3 三角锥形
思考与交流
1.回忆： CH４分子中C原子形成几个共价键？分 子空间构型怎样？
三、杂化轨道理论简介
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理 论，它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲 烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生 混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同 的sp3杂化轨道，夹角109 28 ′ ,正四面体形。
2p 2s
C的基态
激发 2s
2p
激发态
杂化 正四面体形 sp3 杂化态
3.“杂化轨道”有哪些特点？
三、杂化轨道理论简介
1. 杂化轨道概念
在形成分子时，由于原子的相互影响，同 一原子中的若干不同类型、能量相近的原子 轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方 向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道
这种轨道重新组合的过程称为原子轨道的 “杂化”（混合平均化）
2.杂化轨道理论的要点
sp3 杂化
C原子由1个2s轨道和3个2p轨道混杂并重新组合成4个能量与 形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
为了四个杂化轨道 在空间尽可能远离， 使轨道间的排斥最 小，4个杂化轨道的 伸展方向分别指向 正四面体的四个顶 点。
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，就形成了四个性质、能量 和键角都完全相同的s-sp3σ键，形成一个正四面 体构型的分子。
思考与交流
通过以上的学习，以CH4为例，谈谈你对“杂化” 及“杂化轨道”的理解。
1.C原子为什么要进行“杂化”？
2.什么是杂化？C原子是如何进行“杂化”的？
每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个 相同的σ键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ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π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和 一个π键构成。
探究1：BeCl2分子的形成
实验测得: 两个共价键，直线形分子（键角180°） Cl—Be—Cl
Cl
Be
Cl
180°
Be原子价电子排布式：2s2 没有未成对电子
一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道
sp杂化轨道的形成和空间取向示意图
为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180° 。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
sp2 杂化 —— BF3分子的形成
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。
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
规律：第ⅢA族元素与第ⅦA族元素所 形成的MX3型共价化合物，中心原子 采取sp2杂化。如BBr3。
sp3杂化 —— CH4分子的形成
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化, 形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状
也为一头大，一头小，
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p
轨道的成分 每两个轨道间的夹角为
109°28′，正四面体形
规律：第ⅣA族元素与第ⅠA族、ⅦA族元素所形成的MX4型共价化合
2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测： CH４分子的C原子怎样才能形成四个共价键？
3.如果C原子就以１个２s轨道和３个２p轨道上的 单电子，分别与四个Ｈ原子的１s轨道上的单电子 重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？ 这与CH４分子的实际情况是否吻合？
2s
2px
2py
2pz
键长、键能相同，键角相同为109°28′
平面三角形
BF3
sp3
1个s + 3个p 4个sp3 杂化轨道
109°28′
正四面体形
CH4
应用反馈
用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、 成键情况和分子的空间构型。
（1）CH2＝CH2 （2）CH≡CH
提醒：杂化轨道只能用于形成σ键或 容纳孤对电子，剩余的未杂化p轨道 还可形成∏键。
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生 杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。