量子力学对原子核外电子运动状态的描述.ppt

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1、第二节分子的立体构型第二课时——杂化轨道理论活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型C原子轨道排布图2p22s21s11s2H原子轨道排布图1.为什么碳原子与氢原子结合形成成CH4，而不是是CH2？依据价键理论，甲烷是4个C—Hσ单键，而碳的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p和1个球形的2s，用它们和氢原子的1s形成共价键的角应该是90°而不是109.5°的四面体构型？为了解决这些矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论三、杂化理论简介1.杂化理论提出背景及概述：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子

2、轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。三、杂化理论简介2.要点：（1）参与杂化的各原子轨道能量要相近在同一能级组如ns和np或相近能级组如(n-1)d、ns、np的轨道；（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；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同没有单个电子，ClClBeSP杂化——BeCl2分子的形成3.例1：Be原子：1s22s22p2pCl180°sppx2s2p2s2psp激发杂化sp杂化轨道的形成过程

3、xyzxyzzxyzxyz180°每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2s轨道和1/2p轨道的成分两个轨道间的夹角为180°，呈直线型sp杂化：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。120°FBSP2杂化——BF3分子的形成例2：FB：1s22s22p1没有3个成单电子激发2s2p2pFsp2sp2杂化sp2杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz120°每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有1/3s轨道和2/3p轨道的成分每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形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

4、化轨道。（2）要点：例三sp3杂化——CH4分子的形成1个S轨道和3个P轨道基态原子激发态原子4个相同的SP3杂化轨道混杂sp3杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz109°28′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1/4s轨道和3/4p轨道的成分每两个轨道间的夹角为109.5°，空间构型为正四面体型三、杂化理论简介4.杂化轨道小结：杂化轨道spsp2sp3每个轨道的成分1/2s，1/2p1/3s，2/3p1/4s，3/4p.5°轨道间夹角(键角)180°120°109.5°杂化轨道

5、只能用于形成σ键和容纳孤电子对，所以杂化轨道数====中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数三、杂化理论简介5.杂化类型判断：杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。A的价电子对数234A的杂化轨道数234杂化类型sp2sp3spA的杂化轨道空间构型直线型平面三角形正四面体ABm型分子或离子空间构型直线型平面三角形或V形V形三、杂化理论简介5.杂化类型判断：子A与A对于于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。正四面体三角试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况思考与交流C

6、2H4形成过程--sp2杂化轨道C2H4形成过程--sp2杂化轨道C2H4形成过程--sp2杂化轨道乙烯C2H4CH2CH2C2H2的形成过程——sp杂化轨道苯C6H6的形成过程——sp2杂化轨道大π键C6H6sp2杂化杂化轨道数=0+2=2sp直线形0+3=3sp2平面三角形0+4=4sp3正四面体形1+2=3sp2V形1+3=4sp3三角锥形2+2=4sp3V形代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数小结：s-p型的三种杂化比较杂化类型spSp2sp3参与杂化的原子轨道

7、1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道间夹角18001200109028’空 间构 型直线正三角形正四面体实      例BeCl2,C2H2BF3,C2H4CH4,CCl46、几点说明（1）杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。（2）未参与杂化的p轨道，可用于形成π键（3）有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂化轨道（4）利用中心原子杂化轨道类型可直接判断分子的立体结构杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大，从