杂化轨道与分子构型
杂化轨道理论与分子构型
【自主解答】 (1)PCl3中P原子杂化轨道数为4，为sp3杂化， 有一孤电子对，分子构型为三角锥形。(2)BCl3中的B原子杂 化轨道数为3，为sp2杂化，无孤电子对，分子构型为平面三 角形。(3)CS2中的C原子杂化轨道数为2，为sp杂化，分子构 型为直线形。
答案：
即可互称为等电子体， NO2 为三原子， 其价电子总数为 (5＋6×2＋1)，SO2、O3 也为三原子，各分子价电子总 数均为 6×3＝18。
答案 (1)N2 CO CO2 (2)SO2 O3 N2O
－
知识梳理·题型构建
常见的等电子体汇总
微粒 CO2、 CNS 、 NO2 、 N3 CO2 3 、 NO3 、 SO3
AX3 AX
－
CO、 N2 CH4、 NH4
＋
－
AX4
－
小结：
(1)价层电子对互斥理论、杂化轨道理论应用
(2)等电子体原子总数相同，价电子总数相同， 其结构相似，物理性质相似。
小结：
一、分子空间构型和杂化轨道的类型关系
1.杂化类型的判断
根据价层电子对互斥理论，首先计算出中心原子的价层电子 对数。价层电子对数与杂化轨道数相同。再由杂化轨道数判
－ － － ＋ －
通式 AX2 AX3 AX2 AX4
－
价电子总数 16e 24e 18e 32e 26e 10e 8e
－
立体构型 直线形 平面三角形 V形 正四面体形 三角锥形 直线形 正四面体形
－
SO2、 O3、 NO2
3 SO2 4 、 PO4
－ － － －
－
－－Leabharlann 2 PO3 3 、 SO3 、 ClO3
断杂化类型。
2.共价键全部为σ 键的分子构型与杂化类型
杂化轨道与分子的空间构型基本要点
4 2 3 4
正四面体 直线
平面三角形
0
正四面体
SP3
0
0
直线
SP
平面三角形 SP2
正四面体
正四面体
1
2
三角锥
V形
SP3
SP3
4
3
平面三角形
1
V形
SP2
NH3
PCl3
2 2 3 4 4 4 4 4
直线形 sp 直线形 180° sp 直线形 180° 直线形 sp2 平面三角形 120°平面三 角形 3 sp 正四
180° 180°
面体
120° 正四 109.5° 面体 109.5° 109.5° V形 104.5°
三角 107.3° 锥形 107.3°
思考、讨论
3、下列分子中哪一个分子的空间构型为正 四面体（ Ｄ ） A、CHCl3 B、CH3Cl C、BBr3 D、SnCl4 4、下列分子和离子中，中心原子的价电子 对几何构型为四面体，且分子(离子)空间 构型为V形的是（ A、NH4+
Ｄ）
D、OF2
B、SO2 C、H3O+
课堂小结
杂化类型 杂化轨道间 夹角 空间构型 SP
N：2s22p3 2p 2s
sp3杂化
H 2O
HOH = 104 30
ο
'
O：2s22p4
2p 2s
sp 杂化
3
sp
3
课堂练习
分
子 SiCl4 CS2 BF3 PCl3 OF2 SO2
中心原 子的价 电子对 数
电子对的空 间排布
中心原 子的孤 对电子 对
分子的空 间构型
中心原子 的杂化轨 道类型
分子的空间构型杂化轨道理论
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个 碳原子以sp杂化轨道与氢原子旳1s轨道结合形成 σ键。各自剩余旳1个sp杂化轨道相互形成1个σ 键，两个碳原子旳未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴 方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以 叁键相结合。
大π 键
C6H6
sp2杂化
C6H6旳大π键（离域键）
思索
BeCl2分子形成过程
2p 2s
2p 2s 激发
Be基态
180
Cl Be
激发态
Cl
杂化 直线形
键合
sp杂化态 直线形
化合态
三、杂化理论简介
1.概念：在形成份子时，因为原子旳相互影响,若干 个不同类型但能量相近旳原子轨道混合起来，重新组 合成一组新轨道旳过程叫做原子轨道旳杂化，所形成 旳新轨道就称为杂化轨道。
杂化轨道 每个轨道旳成份 轨道间夹角( 键角)
sp
1/2 s，1/2 p
180°
sp2
1/3 s，2/3 p
120°
sp3
1/4 s，3/4p
109°28′
三、杂化理论简介
3.杂化轨道分类：
H2O原子 轨道杂化
单 不电等O子性原，杂子可：化形2：成s22参2p个4 加共杂价有化键2个，旳各原子轨道进行成份上旳 键角应该是90°不，W均h匀y?混合。某个杂化轨道有孤电子对
第二单元 分子构型与物质旳性质
分子旳空间构型（2）
C 2s
2px 2py 2pz
2s
2px
2py
2pz
C原子与H原子结合形成旳分子为何是CH4， 而不是CH2或CH3？CH4分子为何具有正四 面体旳空间构型（键长、键能相同，键角相 同为109°28′）？
杂化轨道的类型与分子空间构型
杂化轨道的类型与分子空间构型一、杂化类型有1）sp杂化同一原子内由一个ns轨道和一个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。
杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。
sp杂化可以而且只能得到两个sp杂化轨道。
实验测知，气态BeCl2中的铍原子就是发生sp杂化，它是一个直线型的共价分子。
Be 原子位于两个Cl原子的中间，键角180°，两个Be－Cl键的键长和键能都相等2）sp2杂化同一原子内由一个ns轨道和二个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。
杂化后组成的轨道称为sp2杂化轨道。
气态氟化硼（BF3）中的硼原子就是sp2杂化，具有平面三角形的结构。
B原子位于三角形的中心，三个B－F键是等同的，键角为120°3）sp3杂化可以而且只能得到四个sp3杂化轨道。
CH4分子中的碳原子就是发生sp3杂化，它的结构经实验测知为正四面体结构，四个C－H键均等同，键角为109°28′。
这样的实验结果，是电子配对法所难以解释的，但杂化轨道理论认为，激发态C原子（2s12p3）的2s轨道与三个2p轨道可以发生sp3杂化，从而形成四个能量等同的sp3杂化轨道sp型的三种杂化二、σ键和π键σ键属于定域键，它可以是一般共价键，也可以是配位共价键。
一般的单键都是σ键。
原子轨道发生杂化后形成的共价键也是σ键。
由于σ键是沿轨道对称轴方向形成的，轨道间重叠程度大，所以，通常σ键的键能比较大，不易断裂，而且，由于有效重叠只有一次，所以两个原子间至多只能形成一条σ键。
π键（pi bond）成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键，可简记为“肩并肩”。
π键与σ键不同，它的成键轨道必须是未成对的p轨道。
π键可以是两中心，两电子的定域键，也可以是多中心，多电子的大Π键；同时，π键既可以是一般共价键，也可以是配位共价键。
两个原子间可以形成最多2条π键，例如，碳碳双键中，存在一条σ键，一条π键，而碳碳三键中，存在一条σ键，两条π键。
2-2.4杂化类型及分子构型的判断
第4课时 杂化类型及分子构型的判断一、杂化类型的判断方法杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，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。
(1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路： 价层电子对――→判断杂化轨道数――→判断杂化类型――→判断杂化轨道构型。
(2)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。
(3)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。
二、杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型VSEPR 模型可以体现分子的空间构型，能够预判出分子的立体结构，而杂化轨道理论可以用于解释能成为该立体结构的原因。
代表物 项目 CO 2 CH 2O CH 4 SO 2 NH 3 H 2O 价层电子对数 2 3 4 3 4 4 杂化轨道数 2 3 4 3 4 4 杂化类型 sp sp 2 sp 3 sp 2 sp 3 sp 3 杂化轨道 立体构型 直线形平面 三角形 正四 面体形 平面 三角形 四面 体形 四面 体形 VSEPR 模型直线形平面 三角形 正四 面体形 平面 三角形 四面 体形 四面 体形 分子构型 直线形平面 三角形正四 面体形V 形三角 锥形V 形三、杂化轨道类型与分子的立体构型关系价层电子数VSEPR（理想模型）杂化类型理想键角分子立体构型2直线型sp180°直线型3平面（正）三角形sp2120°视有无孤电子对4（正）四面体型sp3109°28′视有无孤电子对注意：1.孤电子对的排斥能力比σ电子对排斥能力强，因此含有孤电子对的键角小于理想键角。
杂化轨道类型及分子空间立体构型
杂化轨道类型及分子空间立体构型查缺补漏小专题1一、杂化轨道类型与分子构型分子结构与极性1.中心原子的杂化轨道类型与分子的空间构型杂化参与杂化的原子轨道分子构型示例轨道类型SP 一个S轨道,一个P轨道直线形CH三CHCO2BeCL2SP2一个S轨道,两个P轨道平面三角形CH2=CH2BF3\BCL3\CH2OSP3一个S轨道三个P轨道正四面体CH4\CCL4\NH4+三角锥形NH3V形H2S\H2O判断杂化轨道类型的一般方法:(1)看中心原子有没有形成双键或叁键.如果全为单键,则是SP3杂化,如果有一个双键,是SP2杂化,如果有2个双键或一个叁键,是SP杂化.(2)没有填充电子的空轨道,一般不参与杂化,1对孤电子对占据1个杂化轨道.价层电子对互斥理论几种分子或离子的立体构型:分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数杂化轨道类型键角分子或离子的立体构型名称CO20 2 SP 180 直线形SO21 3 SP2120 V形BF3 0 3 SP2120 平面三角形CO3 2-0 3 SP2120 平面三角形CH 4 0 4 SP3109.28 正四面体形NH 4+ 0 4 SP3109.28 正四面体NH 3 1 4 SP3107 三角锥形H2O2 4 SP3105 V形另:CH3+.中心原子的价层电子对数与分子立体构型有密切的关系.对ABm型化合物,中心原子A的价层电子对数n的计算方法:n=[A的价电子数+m(8-B的价电子数)]/2;主族元素来说,价电子数等于原子的最外层电子数,计算当B为H时将式中的8改成2.高考题中考查方式:1.CO2与SO2分子的立体结构分别是和。
2.在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有，O-C-O的键角约。
3.P的氢化物的分子构型为 .其中原子采取杂化.4. 用价层电子互斥理论推断SnBr2分子中Sn-Br键的键角120°(填大于或小于或等于),石墨晶体中,每个碳原子通过杂化与周围碳原子成键.5.丙烯腈(H2C=CH-CH三N)分子中碳原子轨道杂化类型是.6.SiF4和SO32-的中心原子杂化类型是,ClO3-的空间构型为 .7.甲醛分子的空间构型是C原子的轨道杂化类型是1mol甲醛分子中§键的数目为 .Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。
碳原子轨道杂化方式与分子空间构型的关系
分子空间构型与碳原子轨道杂化方式的对应关系
01
02
03
直线形分子
如BeCl₂，其碳原子采用 sp杂化。
平面形分子
如BF₃，其碳原子采用sp² 杂化。
正四面体形分子
如甲烷（CH₄），其碳原 子采用sp³杂化。
03
杂化方式与空间构型的 关系
杂化方式
sp杂化
碳原子通过一个s轨道和一 个p轨道进行杂化，形成两 个sp杂化轨道，这两个轨 道在空间中相互垂直。
分析：乙炔分子中，每个碳原子采用 sp杂化，形成两个sp杂化轨道。两个 碳原子之间形成一个C-C键，同时每 个碳原子分别与一个氢原子形成C-H 键。由于所有杂化轨道均参与成键， 且两个碳原子之间的C-C键是直线形 的，因此乙炔分子呈直线形构型。
05
结论
结论
01
- 碳原子轨道杂化方式与分子空间构型的关系
sp2杂化
总结词
形成平面三角形分子
详细描述
碳原子通过一个s轨道和两个p轨道杂化形成三个sp2杂化轨道，这三个轨道是平面三角形分布，因此形成的分子 空间构型也是平面三角形。例如，苯分子（C6H6）就是典型的平面三角形分子。
sp3杂化
总结词
形成四面体型分子
详细描述
碳原子通过一个s轨道和三个p轨道杂化形成四个sp3杂化轨道，这四个轨道是四面体形分布，因此形成的 分子空间构型也是四面体型。例如，甲烷分子（CH4）就是典型的四面体型分子。
02
碳原子轨道杂化方式决定了分子的空间构型。例如，当碳原子采用sp3杂化时 ，形成的4个等长、等距的杂化轨道会指向正四面体的四个顶点，从而形成正四 面体构型的分子。
03
杂化轨道的电子云分布会影响分子中的电子密度和键角，进一步影响分子的稳定性。 例如，sp2杂化的碳原子形成的平面构型分子具有较大的π键电子云重叠，使得分 子更加稳定。
杂化轨道
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。
思考：
( 1）杂化前后轨道的数目有何变化
（2）杂化前后轨道的形状和伸展方向有何变化 （3）每个新轨道是否完全相同
一、杂化及特点
杂化：能级相近的价电子轨道混合，形成新的 价电子轨道的过程。——杂化轨道。
特点： （1）杂化轨道数目——不变。
杂 化 轨 道与分子结构
教学要点
杂化轨道的概念
杂化轨道的特点 杂化轨道的不同类型与分子的 空间构型
教学重点、难点
杂化轨道的特点 杂化轨道的类型与分子空间构型
的关系
S轨道和P轨道
杂化轨道理论简介
分析思考：
１、写出C原子电子排布的轨道表示式，并由此推 测：CH４分子的C原子有没有可能形成四个共价 键？怎样才能形成四个共价键？ ２、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？
2p
杂化
2s
C的基态
sp杂化轨道
p p
两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成C—C 键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重 叠形成两个C—H 键，两个py轨道和两个pz轨道分别 从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的C—C 键，形 成乙炔分子。
C-C 、C=C、 C≡C 的比较
理论分析：B原子的三个SP2杂化轨道分别与3个F 原子含有单电子的2p轨道重叠，形成3个sp2-p的 σ 键。故BF3 分子的空间构型是平面三角形。 实验测定：BF3分子中有3个完全等同的B-F键，键 角为1200 ，分子的空间构型为平面三角形。
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第二节杂化轨道和空间构型
【学习目标】
1.复习巩固电子式、共价键、σ键、π键、键参数。
2.理解掌握杂化轨道、价层电子对、会计算价层电子对数，理解中心原子轨道和分子构型
的关系。
重难点：杂化轨道理解计算，杂化轨道和分子构型的关系
【回顾旧知识】
1、共价键的实质：
2、σ键、π键的形成过程
3、单键双键三键的组成
4、写出下列物质的电子式
N2HCl CO2H2O NH3BF3CH4
【开启新知识】
一、活动探究
发挥自己的想象，各小组用橡皮泥把下列物质可能的形状捏出来
CO2H2O NH3BF3CH4
提示：原子用球，键用牙签
成果展示
疑问：CO
H2O的组成都是一个中心原子，两个被结合原子，分子组成一样，构型为什么不一样？
2
问题分析：
分子构型是由共价键的和决定的
共价键的实质是
也就是说，分子长什么样和共用电子对所处的轨道夹角有关系
二、杂化轨道理论
1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
在形成CH4分子时，碳原子的一个轨道和三个轨道发生混杂，形成四个能量相等的杂化轨道。
四个杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形
成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。
可表示为
2．杂化轨道的类型
(1)观察上述杂化过程，分析原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？
(2)2s 轨道与3p 轨道能否形成sp 2杂化轨道？
三、确定杂化轨道数目及类型
对AB m 形分子来说
杂化轨道数目=σ键 + 孤电子对数
=m +
练练手
【巩固练习】。