杂化轨道理论
一：教学目标
1：掌握碳原子的轨道杂化，了解其他原子的轨道杂化
2：了解杂化轨道与VSEPR模型的关系，从而掌握分子中的键角、分子的构型 二：教学过程
复习回顾：价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 分子 中心原子 ó键电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 立体构型 中心原子价电子排布式 CH4 BF3 BeCl2 [展示甲烷的分子模型]
甲烷的分子模型表明是空间正四面体，键角是109°28′。然而碳原子的价电子排布式为： ，价电子排布图为： ，由共价键的饱和性----碳原子仅需要二个氢原子构成CH2，与甲烷的分子构型为什么有这这么大的差别呢？-----为了解释这个构型Pauling（鲍林）提出了杂化轨道理论。
1：杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量 的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。
2：杂化过程： 基态 激发态 杂化 轨道重叠 -------下面以碳原子的杂化为例学习杂化轨道理论---课本 P40
⑴ SP杂化：sp 杂化轨道表示由一个s轨道与三个p轨道杂化形成的
基态价电子排布图 激发态 杂化轨道
形成的四条sp杂化轨道，不同于s轨道，也不同于p轨道，为了使轨道间的空间 能最小，轨道间的夹角就为109°28′。四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp杂化轨道相互重叠后，就构成了四个性质、能量和键角都完全 的 σ键，形成一个正四面体构型的分子。
归纳：中心原子采用sp 杂化轨道的有：CH4、CCl4、NH3、H2O、PCl3等
3
3
3
3
3
思考：水分子中的氧原子、氨分子中的氮原子如何进行SP杂化的呢？与碳原子的sp杂化有何异同？-----VSEPR模型为非正四面体
练习1：下列微粒中心元素以sp杂化的是（ ）
A．ICl4 B．ClO4 C．BrF4 D．SF4
⑵ sp 杂化： sp 杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的
如乙烯分子：每个C原子的2个sp杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同 的 键，各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成一个 键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成 键。所以，在乙烯分子中有 个δ键、 个∏键，构成 、键角 。
----中心原子采用sp 杂化轨道的有：石墨、乙烯、苯、甲醛、BF3、SO2、SO3、CO3、NO3等 思考：BF3分子中硼原子的杂化过
⑶ sp杂化： sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
SP杂化轨道 P轨道
如乙炔分子：两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成 σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个 σ键， 两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成 键。所以乙炔分子中有 个δ键、 个∏键，构成 、键角 。
----中心原子采用sp 杂化轨道的有：HC≡CH、BeCl2、CO2、Ag(NH3)2等。
思考：BeCl2分子中硼原子的杂化过程
+
2
2--2
2
2
2--+
3
33
思考:杂化轨道理论中中心原子为什么要进行“激发”“杂化”?
练习2：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的 （ ） A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4 小结：（1）碳原子的杂化方式
（2）：杂化轨道的轨道形状：SP杂化轨道夹角为180°的直线型，--------- 轨道数：2
SP 杂化轨道夹角为120°的平面三角型，-----轨道数：3 SP杂化轨道夹角为109°28′的正四面体构型。轨道数：4
（3）：杂化轨道理论的要点
(1) 发生轨道杂化的原子一定是 ，只有原子 时才发生杂化。 (2) 参加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）。 (3) 杂化轨道的 完全相同，在空间构型上都具有一定的 （以减
小化学键之间的排斥力），形成的杂化轨道在成键时更有利于轨道间的 。
(4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目 形成的杂化轨道数目； (5) 分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。
(6)杂化轨道只能用于形成 或者用来容纳未参与成键的 ，不能用于形成∏键。
3：杂化轨道数 中心原子价层电子对数
中心原子孤对电子对数 中心原子结合的原子数（或σ键电子对数）
代表物 中心原子孤对电子对数 BeCl2 NO3- SO2 SO3 PCl3 中心原子价层电子对数 2 3 3 3 4 杂化轨道数 杂化轨道 立体构型 32
------应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。课本---P41------思考与交流 练习（填空）： 3：在HCN中C原子以 杂化、含有 个σ键和 个π键；
CH2O中C原子以 杂化、含有 个σ键和 个π键。
4： 化学式 中心原子含有孤对电子对数 CH4 BF3 CO2 NH3 H2O HCHO CO3 2-中心原子结合的原子数 3 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型 VSEPR模型名称 立体构型名称 键角 0（？） 3 SP 正四面体 V形 10928 120 180 107 105 120 120 0000000，5：其他几种粒子的中心原子杂化轨道类型
粒子 [Ag(NH3)2] [Cu(NH3)4] [Fe(CN)6] PCl5
练习5：根据杂化轨道理论，请预测下列分子或离子的几何构型： O3 ， ClO3 CNO- ， PH3
1 B ； 2 B ； 3 sp 2 2 ; sp2 3 2 ； 4 略
5、sp2杂化，V形； sp杂化， 三角锥形； sp杂化 直线形；sp杂化，三角锥形
课本 P43—你能指出N的杂化轨道类型 吗？
3
3
-3+2++中心原子或离子 Ag +配体或结合的原子 杂化轨道类型 SP dsp dsp spd 3232立体构型名称 平面四边形 正八面体形 三角双锥
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