高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质课文课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质课文课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了杂化轨道的类型，⑴sp杂化，⑵sp2杂化，如BF3，⑶sp3杂化，如CH4，不等性sp3杂化，形成N-H键，键角107°，形成O-H键等内容，欢迎下载使用。
【思考】 写出基态C、H原子的价层电子排布图
正四面体的空间构型(键长相同，键角相同均为109°28′)
思考：C原子价层电子构型为2s22p2，只有2个未成对电子，为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
形成CH4时，C原子有一个激发过程，有1个电子从2s轨道激发到2p的1个空轨道上去，形成激发态，这样就有4个未成对电子。同时1个2s轨道和3个2p轨道进行杂化，形成四个sp3杂化轨道，四个sp3杂化轨道再与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C-H σ键。
1.用杂化轨道理论解释CH4的形成：
2.杂化轨道理论基本要点：
①杂化是指在形成分子的过程中，中心原子提供若干不同类型、能量相近的原子轨道发生混杂，形成一组新的原子轨道的过程。所形成的新轨道叫杂化轨道。
②参与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,如2s、2p）
④杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目。
③相同类型的杂化轨道的形状和能量相同。
⑤杂化后轨道的形状和伸展方向发生改变(电子云一头大，一头小，使杂化轨道的成键能力增强)。
⑥各杂化轨道之间尽可能彼此远离，使排斥作用最小。
根据参加杂化的原子轨道的类型和数目，把杂化轨道分成不同的类型。
1个s轨道和1个p轨道进行杂化，形成2个sp杂化轨道。这两个sp杂化轨道在空间呈直线形，夹角180° 。
如BeCl2、CO2、H-C≡C-H等的中心原子都是sp杂化类型。
如BeCl2 (Cl-Be-Cl)
Be原子价层电子构型2s2
成键时1个2s电子激发到1个空的2p轨道上，
同时1个2s轨道和1个2p轨道进行杂化，形成2个sp杂化轨道
2个sp杂化轨道与2个Cl原子的p轨道头碰头形成sp-p σ键。
如CO2 (O=C=O)
C原子的价层电子2s22p2,在成键时经激发，并发生sp杂化，形成2个sp杂化轨道：
C的2个sp杂化轨道上的电子分别与2个O原子的2p电子形成sp-p σ键。C的2个2p轨道上的电子分别与2个O原子剩余的未成对2p电子形成π键。
如BF3、CH2=CH2、HCHO、SO3、CO32-等的中心原子都是sp2杂化类型。
这三个sp2杂化轨道在空间呈平面三角形，夹角120° 。
B原子价层电子构型2s22p1
同时1个2s轨道和2个2p轨道进行杂化，形成3个sp2杂化轨道
3个sp2杂化轨道与3个F原子的2p轨道头碰头形成sp2-p σ键。
如CH4等烷烃的饱和碳原子、金刚石SO42-、PO42-等的中心原子都是sp3杂化类型。
这四个sp3杂化轨道在空间呈正四面体形，夹角109.5° 。
4.用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构：
N原子的价电子排布式为2s22p3，在形成NH3分子时，N原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另1个杂化轨道中含有孤电子对，未与H原子形成共价键，4个sp3杂化轨道在空间构成四面体形。
NH3分子中，由于N原子上的孤电子对的排斥作用，使3个N—H键的键角变小，成为三角锥形的空间结构。
O原子的价电子排布式为2s22p4，在形成H2O分子的过程中，O原子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另2个杂化轨道中含孤电子对，未与H原子形成共价键；
4个sp3杂化轨道在空间构成四面体形，但由于2对孤电子对的排斥作用，使2个O—H键的键角变得更小，使H2O分子成为V形的空间结构。
sp3杂化中，随中心原子上的孤电子对数增多，孤对电子对成键电子对的排斥作用越大，键角越小。
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在杂化过程。
总结s和p轨道的杂化：
6.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系：
杂化轨道理论解释了价层电子对互斥模型所推测的分子空间结构，但分析具体中心原子的杂化轨道类型时，应先确定分子或离子的VSEPR模型，再确定中心原子的杂化轨道类型。
杂化轨道数＝中心原子价层电子对数 ＝中心原子孤电子对数+配位原子数
1.NF3分子的空间结构和中心原子的杂化方式:
2.白磷P4分子的空间结构和P原子的杂化方式:
3.指出每个碳原子杂化方式CH≡C-CH2-CH=C=CH-CN
4.指出下列分子中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子或离子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) H2S (5)SO32–、(6)ClO3–
5.石墨是层形结构，每层是由无限个碳六元环所形成的平面，石墨中的碳原子的杂化方式为？
石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个碳原子剩余一个未参与杂化的p轨道，分别垂直于层平面而相互平行。许多个平行的p轨道形成了一个p-p大π键。电子在这个大π键中可以自由移动，所以石墨能导电。