高中化学选修3物质结构与性质步步高全套学案课件第二章 第二节 第2课时Word文档格式.docx
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杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠,形成2个σ键,构成直线形的BeCl2分子。
②sp杂化：
sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道杂化而得,每个sp杂化轨道含有s和p轨道的成分。
sp杂化轨道间的夹角为180°
呈直线形（如BeCl2）。
③sp杂化后,未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键,如乙炔分子中的C≡C键的形成。
（2）sp2杂化——BF3分子的形成
①BF3分子的形成
②sp2杂化：
sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道杂化而得,每个sp2杂化轨道含有s和p的成分。
sp2杂化轨道间的夹角为120°
呈平面三角形（如BF3）。
③sp2杂化后,未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键,如乙烯分子中的C===C键的形成。
（3）sp3杂化——CH4分子的形成
①CH4分子的立体构型
②sp3杂化：
sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道杂化而得,每个sp3杂化轨道含有s和p的成分。
sp3杂化轨道的夹角为109°
28′,呈空间正四面体形（如CH4、CF4、CCl4）。
[归纳总结]
杂化类型与分子间的空间构型
中心原子
（A）的杂化类型
参加杂化
的轨道
生成杂化
轨道数
成键电
子对数
A原子的孤电子对数
分子的
空间构型
实例
分子式
结构式
sp
1个s
1个p
2
直线形
BeCl2
Cl—Be—Cl
sp2
2个p
3
平面三角形
BF3
sp3
3个p
4
正四面体形
CH4
1
三角锥形
NH3
V形
H2O
[活学活用]
1.下列关于杂化轨道的说法错误的是（ ）
A.所有原子轨道都参与杂化
B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
C.杂化轨道能量集中,有利于牢固成键
D.杂化轨道中不一定有一个电子
答案 A
解析 参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大,如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大,不能形成杂化轨道,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化,故A项错误,B项正确；
杂化轨道的电子云一头大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云重叠程度更大,形成牢固的化学键,故C项正确；
并不是所有的杂化轨道中都会有电子,也可以是空轨道,也可以有一对孤电子对（如NH3、H2O的形成）,故D项正确。
2.下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是（ ）
①BF3 ②CH2===CH2 ③ ④CH≡CH
⑤NH3 ⑥CH4
A.①②③B.①⑤⑥C.②③④D.③⑤⑥
解析 sp2杂化轨道形成夹角为120°
的平面三角形,①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°
；
②C2H4中碳原子以sp2杂化,且未杂化的2p轨道形成π键；
③同②相似；
④乙炔中的碳原子为sp杂化；
⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；
⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。
二 杂化类型及分子构型的判断
1.杂化类型的判断方法
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。
2.杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型
VSEPR模型和杂化轨道的立体构型是一致的,略去VSEPR模型中的孤电子对,就是分子（或离子）的立体构型。
代表物
项目
CO2
CH2O
SO2
价层电子对数
杂化轨道数
杂化类型
杂化轨道
立体构型
平面
三角形
正四
面体形
四面
体形
VSEPR模型
分子构型
三角
锥形
杂化类型的判断方法
（1）利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路：
价层电子对杂化轨道数杂化类型杂化轨道构型。
（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。
（3）有机物中碳原子杂化类型的判断：
饱和碳原子采取sp3杂化,连接双键的碳原子采取sp2杂化,连接三键的碳原子采取sp杂化。
3.计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数,判断中心原子的杂化轨道类型,写出VSEPR模型名称。
（1）CS2__________、__________、__________；
（2）NH__________、__________、__________；
（3）H2O__________、__________、__________；
（4）PCl3__________、__________、__________；
（5）BCl3__________、__________、__________。
答案
（1）2 sp 直线形
（2）4 sp3 正四面体形 （3）4 sp3 四面体形 （4）4 sp3 四面体形 （5）3 sp2 平面三角形
4.碳原子有4个价电子,在有机化合物中价电子均参与成键,但杂化方式不一定相同。
在乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛分子中,碳原子采取sp杂化的分子是（写结构简式,下同）________________,采取sp2杂化的分子是________,采取sp3杂化的分子是________。
答案 CH≡CH CH2===CH2、、HCHO CH3CH3
解析 采取sp杂化的分子呈直线形,采取sp2杂化的呈平面形,采取sp3杂化的呈四面体形。
杂化轨道类型
典型分子
SO3
当堂检测
1.以下关于杂化轨道的说法中,错误的是（ ）
A.ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道
B.杂化轨道既可能形成σ键,也可能形成π键
C.孤电子对有可能参加杂化
D.s轨道和p轨道杂化不可能有sp4出现
答案 B
解析 ⅠA族元素如果是碱金属,易失电子,如果是H,一个电子在1s能级上不可能杂化。
杂化轨道只能形成σ键,不可能形成π键。
p能级只有3个轨道,不可能有sp4杂化。
2.原子轨道的杂化不但出现在分子中,原子团中同样存在原子轨道的杂化。
在SO中S原子的杂化方式为（ ）
A.spB.sp2
C.sp3D.无法判断
答案 C
解析 在SO中S原子的孤电子对数为0,与其相连的原子数为4,所以根据杂化轨道理论可推知中心原子S的杂化方式为sp3杂化,立体构型为正四面体形,类似于CH4。
3.在SO2分子中,分子的立体构型为V形,S原子采用sp2杂化,那么SO2的键角（ ）
A.等于120°
B.大于120°
C.小于120°
D.等于180°
解析 由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形,从理论上讲其键角应为120°
但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对,对其他的两个化学键存在排斥作用,因此分子中的键角要小于120°
。
4.对SO2与CO2说法正确的是（ ）
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化
C.S原子和C原子上都没有孤电子对
D.SO2为V形结构,CO2为直线形结构
答案 D
解析 SO2中S原子采取sp2杂化,但一个杂化轨道被孤电子对占据,所以呈V形,CO2中C原子采取sp杂化,是直线形。
5.ClO－、ClO、ClO、ClO中,中心原子Cl都是以sp3杂化轨道方式与O原子成键,则ClO－的立体构型是____________；
ClO的立体构型是________；
ClO的立体构型是____________；
ClO的立体构型是______________。
答案 直线形 V形 三角锥形 正四面体形
解析 ClO－的组成决定其立体构型为直线形。
其他3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化,那么从离子的组成上看其立体构型依次类似于H2O、NH3、CH4（或NH）。
40分钟课时作业
[基础过关]
一、原子轨道杂化与杂化轨道
1.下列有关杂化轨道的说法不正确的是（ ）
A.原子中能量相近的某些轨道,在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
B.轨道数目杂化前后可以相等,也可以不等
C.杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D.杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道
解析 原子轨道形成杂化轨道前后,轨道数目不变化,用于形成杂化轨道的原子轨道的能量相近,并满足最大重叠程度。
2.下列关于杂化轨道的叙述正确的是（ ）
A.杂化轨道可用于形成σ键,也可用于形成π键
B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C.NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的
D.在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—Hσ键
解析 杂化轨道只用于形成σ键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键,故B正确,A不正确；
NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的,C不正确；
在乙烯分子中,1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—Hσ键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—Cσ键,D不正确。
二、杂化轨道类型及其判断
3.根据价层电子对互斥理论及原子的杂化轨道理论判断NF3分子的立体构型和中心原子的杂化方式为（ ）
A.直线形 sp杂化B.三角形 sp2杂化
C.三角锥形 sp2杂化D.三角锥形 sp3杂化
解析 判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数以及与中心原子相连的原子个数。
在NF3分子中,N原子的孤电子对数为
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