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第二节

分子的立体构型 第二课时

杂化轨道理论简介

学习目标

1．了解杂化轨道理论的基本要点。

2．能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。

（知识回顾）价层电子对互斥模型

代表物

中心原子结合原子数(σ键电子对数)

中心原子的孤对电子对数1∕2(a-xb)

VSEPR模型

分子立体构型

中心原子无孤对电子

中心原子有孤对电子

CO2 CH2O CH4 H2O NH3 直线形

平面三角形

正四面体形

正四面体形

正四面体形

讲授新课

一、杂化轨道理论简介

1．概念：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干个不同类型但____________的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新轨道的过程叫做_________________，所形成的新轨道就称为___________。

2．要点

(1)能量相近：参与杂化的各原子轨道能量要_______(同一能级组或相近能级组的轨道)。

(2)数目不变：参与杂化的轨道数目等于形成的_________数目。

(3)排斥力最小：杂化轨道在空间取最大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同。

3．杂化轨道分类

(1)等性杂化：各个杂化的轨道形状和能量完全相同。如，（一般为空间立体构型对称分子）

杂化轨道

sp sp2 sp3 每个轨道的成分

1/2 s,1/2 p 1/3 s,2/3 p 1/4 s,3/4 p 轨道间夹角

(键角) ________ ________ ___________ 立体构型

________ __________ __________

杂化轨道类型与分子空间构型的关系：

(2)不等性杂化：参与杂化的各原子轨道存在孤电子对形成的杂化轨道的形状和能量不完全相同。某个杂化轨道有孤电子对，如NH3 的氮原子的sp3杂化H2O的氧原的sp3。

杂化类型

立体构型名称

实例

sp _________ __________ sp2 ___________ ______ sp3 __________ __________

课堂练习

1．sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型为(

) A．平面四边形

B．正四面体形

C．四角锥形

D．平面三角形

2．下列分子中的中心原子采取sp3杂化的是(

) A．H2O

B．CO2

C．SO2

D．BF3

课堂探究

分子空间构型和杂化轨道的类型关系

1．杂化轨道类型的判断：因为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。例如：

代表物

CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O

2.杂化轨道类型与分子构型的关系

杂化轨道数

0＋2＝2 0＋3＝3 0＋4＝4 1＋2＝3 1＋3＝4 2＋2＝4 杂化轨道类型

sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3

中心原子杂化的类型

sp 参加杂化的轨

1个s 1个p 1个s 2个p 生成道杂化轨道数

2 成键电子对数

2 中心原子分子的立的孤电子体构型名对数

0 称

直线形

分子式

实例

结构式

Cl—Be —Cl BeCl2

sp

2平面

3 3 0 三角形

BF3

正四面

4 sp

30 体形

三角锥形

V形

CH4

NH3

H2O 1个s 3个p 4 3 2 1 2

例1

、下列分子的中心原子杂化轨道类型相同，分子的立体构型也相同的是(

) A．H2O和SO2

B．BeCl2和CS2 C．H2S和NH3

D．PH3和CH2O 【方法技巧】

判断中心原子杂化轨道类型的两种方法

(1)根据杂化轨道的空间构型判断：

①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发生sp3杂化；

②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化；

③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。

(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sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。

[针对训练]1.下列各物质分子的中心原子采取sp3杂化的是(

) ①AsH3 ②H2Se ③CO2 ④AlCl3 ⑤BF3 ⑥CH3Cl ⑦CHCl3 ⑧NF3 A．除②③外

B．除③④⑤外

C．除④⑧外 D．全部都是

解析：AsH3、H2Se、CH3Cl、CHCl3、NF3分子的中心原子采取sp3杂化；CO2分子中C原子采取sp杂化；AlCl3和BF3的中心原子采取sp2杂化。

答案：B

课堂小结

杂化轨道与分子的空间构型