杂化轨道的类型与分子空间构型
beh2的杂化类型和空间构型
beh2的杂化类型和空间构型1.引言1.1 概述杂化类型和空间构型是化学领域中的重要概念，它们在解释分子结构和性质方面起着关键的作用。
杂化类型指的是原子在化学键形成过程中，其电子轨道混合形成新的杂化轨道的过程。
空间构型则描述的是分子中原子的空间排列方式。
在化学中，杂化类型的理论由美国化学家林纳斯·鲍林于20世纪初提出，并被广泛应用于解释分子的几何形状、键长和键角等性质。
根据杂化类型的定义，原子的电子轨道可以发生sp、sp²、sp³等不同类型的杂化。
这种杂化过程可以使得原子在分子中能够形成不同的化学键，从而影响分子的性质和反应方式。
空间构型则更多地关注于原子的排列方式和分子的三维结构。
分子的空间构型决定了其化学性质和相互作用方式。
通过研究分子的空间构型，我们可以了解分子的稳定性、反应活性以及与其他分子的作用。
空间构型的描述可以使用几何体的概念，例如线性、平面型和立体型等。
深入理解杂化类型和空间构型对于研究化学反应、预测物质性质以及设计新的化合物具有重要意义。
在本文中，我们将详细介绍杂化类型的定义和分类，以及空间构型的定义和特点。
通过全面了解这两个概念，我们可以更好地理解分子的结构和性质，为化学研究和应用提供有力支持。
1.2 文章结构文章结构部分应该包含关于文章的主要分段和部分的介绍。
它可以提供读者一个对整篇文章的整体概述，帮助读者更好地理解文章的组织结构。
以下是文章结构部分的内容建议：在本文中，我们将主要探讨beh2的杂化类型和空间构型。
为了更好地组织本文的内容，我们将按照以下结构进行论述。
第一部分是引言部分，在这一部分中，我们将对本文的主题进行概述。
首先，我们将介绍beh2的杂化类型和空间构型的背景和重要性。
其次，我们将概述本文的结构，以便读者能够更好地理解全文的组织布局。
第二部分是正文部分，是本文的核心部分。
首先，我们将详细探讨beh2的杂化类型。
我们将给出beh2杂化类型的明确定义，并对其进行分类和讨论。
杂化轨道理论
乙烯的sp二杂化图解
苯环的结构
平面正六边形,离域大π键.
一.苯环中的碳均是以sp二杂化成夹角为1200三 个sp2杂化轨道.
2.苯环中六个碳之间形成六个σ键,每个碳与 氢形成1个σ键.
三.苯环中六个碳中未杂化的P轨道彼此形成一 个大π键.
四.形成大π键比一般的π键更稳定,因此苯环 体现特殊的稳定性
三、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 (B ) A．CO2与SO2 B．CH四与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与
C2H4
（三）杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参 与成键的孤电子对.未参与杂化的P轨道可用于形成π （键四。）一个轨道不管有没有电子,只要符合杂化的条件 就可能参与杂化.
四、杂化轨道形成过程
（一）sp三杂化
2p 激发
2p 杂化
2s
2s
sp3
C原子sp3杂化轨道形成过程
sp三杂化轨道的形成过程
z
z
z
个顶点 ; 未杂化p形成π键. C—H键是s—sp二 σ键,
C—C键是sp2—sp2 σ键, 一个π键
分子中共有五个σ键,一个π键
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杂化轨道理论
当堂巩固
二、对SO2与CO2说法正确的是[ D ] A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道 C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构, CO2为直线形结构
杂化 类型
参与杂化的原子轨道
种类
数目
杂化 杂化轨 杂化轨道 轨道数 道夹角 空间构型
ns sp
np
1 1
二 一八 0°
直线型
ns sp2
np
一
三 一二 平面三角形
高中化学 选择性必修2 第二章 第二节 第3课时 杂化轨道理论
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)sp3杂化轨道——正四面体形
sp3杂化轨道是由 1个 ns轨道和
3个 np轨道杂化而成，每个sp3
杂化轨道都含有
1 4s
和
3 4p
的成
分，sp3杂化轨道间的夹角为
109°28′ ，空间结构为正四面
体形。如右图所示。
(2)sp2杂化轨道——平面三角形 sp2杂化轨道是由 1个 ns轨道和 2个 np轨道杂化而成的，每个sp2杂化轨道
4.下列有关甲醛(HCHO)分子的说法正确的是
①C原子采取sp杂化 ②甲醛分子为三角锥形结构
③C原子采取sp2杂化 ④甲醛分子为平面三角形结构
A.①②
√C.③④
B.②③ D.①④
5.在BrCH==CHBr分子中，C—Br采用的成键轨道是
A.sp-p
√C.sp2-p
B.sp2-s D.sp3-p
12 含有 3s 和 3p成分，sp2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 ns轨道和 1个 np轨道杂化而成的，每个sp杂化轨道含
有
1 2s
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。
2.杂化轨道类型与分子空间结构的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的空间结构与杂化轨道 的空间结构相同。
中心原子 中心原子孤 ABn型分子 杂化类型 电子对数 空间结构
实例
AB2
sp2
1
_V_形__
SO2
AB3 sp3
AB2或(B2A)
1
_三__角__锥__形__ NH3、PCl3、NF3、
分子的立体构型 杂化轨道
实际例子
氨分子的成键情况
NH 3 ∠HNH = 107ο 18'
2p
sp 3杂化
2s
N原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道， 原子发生SP 杂化生成了四个SP 杂化轨道， 其中的三个分别与三个H原子的S轨道形成三个σ 其中的三个分别与三个H原子的S轨道形成三个σ 原子剩余的一个SP 键； N原子剩余的一个SP3杂化轨道被一对孤对电 子占据。 子占据。
1、sp3杂化
碳原子的轨道杂化： 碳原子的轨道杂化：
轨道表 示式
杂化 2P 2S sp3
3杂化轨道的空间构型： SP 杂化轨道的空间构型：
SP3杂化轨道
正四面体
3杂化 SP
杂化
激发态
杂化态
杂化轨道还认为：在成键过程中， 杂化轨道还认为：在成键过程中，这4个不同的轨 道重新组合成4个能量相等的新轨道，由于是由1 道重新组合成4个能量相等的新轨道，由于是由1个s与 3 轨道组合而成，因而新轨道称作sp 杂化轨道。 3个p轨道组合而成，因而新轨道称作sp 杂化轨道。每 3 一个sp 杂化轨道含1/4s成分和3/4p成分. 1/4s成分和3/4p成分 一个sp 杂化轨道含1/4s成分和3/4p成分.
第二节
分子的立体构型
杂化轨道理论 杂化轨道理论 轨道
【思考】 思考】
甲烷分子的空间构型是什么？ 甲烷分子的空间构型是什么？
甲烷分子中的C原子的电子排布式 甲烷分子中的 原子的电子排布式 是1s22s22p2，只能形成两个共价 键，且键角应该是大约900，而现 且键角应该是大约 在形成四个共价键， 在形成四个共价键，且键角是 109028’，怎么解释？ 怎么解释？
2.sp2杂化 sp2 杂化轨道间的夹角是 杂化轨道间的夹角是120度，分 度 子的几何构型为平面正三角形。 子的几何构型为平面正三角形。
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。
4.1.1 杂化轨道理论与分子的空间构型-高二化学下学期教学同步辅导(苏教版 物质结构与性质)
专题4 分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质4.1.1 杂化轨道理论与分子的空间构型（1）【学习目标】1.了解杂化轨道理论的基本内容。
2.了解3种杂化轨道类型与分子空间构型的关系。
2.了解碳原子的杂化轨道。
【核心知识点】1.杂化轨道理论。
2.常见分子的杂化轨道类型。
【基础知识梳理】一、杂化轨道理论1.杂化轨道理论的来由为了解释_______等分子的空间构型，美国化学家________于1931年提出的。
2.杂化与杂化轨道在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干________的原子轨道重新组合，形成一组_______相等、______相同的新轨道，这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
3.杂化轨道理论的要点（1）在形成分子时，某些不同类型、能量________的原子轨道重新组合成一组新的轨道。
（2）杂化轨道是不同于原来的轨道的一组新的轨道，新的轨道_______相等、______相同，且有一定的______取向。
（3）杂化轨道与其他原子轨道的形成_______键。
二、用杂化轨道理论3种典型分子的空间构型1.CH4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，____个2s轨道和_____个2p轨道“混合”，形成____________、____________的4个sp3杂化轨道。
基态原子轨道激发态原子轨道杂化轨道sp3杂化轨道的空间构型4个sp3杂化轨道在空间呈___________，轨道之间的夹角为_________。
（2）共价键的形成与CH4分子的空间构型碳原子的4个_______轨道分别与4个氢原子的_____轨道重叠，形成4个相同的_____键。
CH4分子为空间构型为_________，分子中C—H键之间的夹角为__________。
2.BF3分子的空间构型（1）杂化轨道的形成B原子的2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，____个2s轨道和_____个2p轨道“混合”，形成____________、____________的3个sp2杂化轨道。
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。
高考化学一轮复习考点突破：杂化轨道与分子的空间构型(教与学课件)
空间成四面体分布。为了更好地说明这类问题，
Pauling等人以价键理论为基础，提出杂化轨道理
论
三．杂化轨道与分子的空间构型：
2.杂化轨道理论的要点：
其要点为：
1.在形成分子时，中心原子地能级相近地原 子轨道要打乱重组（杂化），形成能级相等的 杂化轨道。
2.n个原子轨道杂化，形成n个杂化轨道。
3.杂化轨道与其它原子成键时，共用电子对 间要采取排斥力最小的位置，以使分子系统的 能量最低，分子最稳定。
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 2）sp2杂化：如BF3，θ ＝1200 ∴ BF3为平面正方形，如下图所示：
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 3）sp3杂化： – CH4、CCl4:
cos
1
三．杂化轨道与分子的空间构型： 3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的
空间构型。
1）sp杂化：
s轨道与p轨道形成sp杂化轨道后，“＋”号部分 增大，“—”号减小。当它们与其它原子轨道 重叠成键时，重叠得更多，形成的键更稳定。
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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。
简单地说，π键是电子云“肩并肩”地重叠，σ键是电子云“头碰头”地重叠。
烷烃中只存在一种键,所以可以发生取代反应.
烯烃的双键就是由π键和σ键组成.后者比较稳定,前者不稳定,所以发生氧化反应或者加成反应.π键和σ键是互相垂直的.平行于碳原子之间的π键就比较容易断裂.
炔烃也是由两种键组成,一个碳碳三键有两个π键.一个和σ键.π键也是不稳定的.π键和σ键之间也是互相垂直的,π键和π键之间是平行的.所以炔烃也具有烯烃的化学性质.
在乙炔分子中，有两个π键，在乙烯分子中，只有一个π键，但相对来说，乙炔分子中π电子云不如乙烯中π电子云集中。
另外，乙炔分子中碳原子是sp杂化，乙烯分子中碳原子是sp2杂化。
凡碳原子杂化电子云s成分愈大，这个碳原子的电负性也愈大，所以乙炔分子中碳原子的电负性比乙烯分子中碳原子的电负性大，再加上乙炔分子中两个碳原子之间的共用电子比乙烯的多，造成乙炔的键长比乙烯的短，乙炔分子中的π键比乙烯分子中的π键结合得比较牢固。
正由于乙烯和乙炔分子具有上述结构上的差异，因此表现在对不同试剂的反应上，活泼性就不同。
乙烯分子中π电子云比乙炔的集中，当遇到亲电试剂进攻时，乙烯比乙炔易加成。
溴和高锰酸钾都属于亲电试剂。
单键是一根σ键；双键和三键都含一根σ键，其余1根或2根是π键。
但无机化合物不用此法。
原因是，无机化合物中经常出现的共轭体系（离域π键）使得某两个原子之间共用的电子对数很难确定，因此无机物中常取平均键级，作为键能的粗略标准。
经验方法：
如果两原子之间只有一个化学键就是sigma键
如果不止一个化学键，那就是一个sigma键加上n个π键。