第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型1．了解典型的分子空间构型，能够制作典型分子的空间模型。2．了解杂化轨道理论，掌握常见的杂化轨道类型。(重点)3．能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。(难点)甲烷分子的空间构型[基础·初探]教材整理1轨道杂化和杂化轨道1.2．甲烷中碳原子的杂化类型。(1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。(×)(2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。(√)(3)杂化轨道用于形成π键。(×)(4)杂化轨道能量相同。(√)教材整理2杂化轨道的类型杂化类型sp1sp2sp3用于杂化的原子轨道及数目s111p123杂化轨道的数目234杂化轨道间的夹角180°120°109.5°空间构型直线形平面三角形正四面体形实例CO2、C2H2BF3、苯、乙烯CH4、CCl41个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道？【提示】不能。轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。1个s轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。[合作·探究][探究背景]NH3、CH4两分子中，N、C原子都采用sp3杂化，NH3分子空间构型是三角锥形，CH4分子是正四面体形。[探究问题]1．形成sp3杂化的原子轨道是哪些？杂化轨道夹角是多少？【提示】2s和2p原子轨道，109.5°。2．两分子空间构型不同的原因是什么？【提示】形成的4个sp3杂化轨道中，NH3分子中只有三个轨道中的未成对电子与H原子的1s电子成键。另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不参加成键，但对成键电子对有较强的排斥作用，使三个N—H键角变小，成为三角锥形。而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键，轨道夹角＝共价键键角＝109.5°，为正四面体形。[核心·突破]1．杂化轨道的特点(1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。(3)杂化前后轨道数目不变。(4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。(5)只有能量相近的轨道才能杂化(ns、np)。2．分子空间构型的确定轨道杂化类型电子对的空间构型成键电子对数孤对电子数电子对的排列方式分子的空间构型实例sp1直线型20直线形HC≡CHBeCl2CO2sp2平面三角形30平面三角形BF3BCl321V形SnBr2PbCl2sp3四面体40正四面体CH4CCl431三角锥NH3NF322V形H2O[题组·冲关]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、能量最低原则C．CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109.5°【解析】轨道数目杂化前后一定相等。【答案】B2．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电子【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。【答案】A3．能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为()【解析】碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋方向相同。【答案】D4．乙炔分子中的碳原子采取的杂化方式是()A．sp1杂化B．sp2杂化C．sp3杂化D．无法确定【解析】乙炔的结构式为H—C≡C—H，其空间构型为直线形，属于sp1杂化。【答案】A5．在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是()A．sp2sp2B．sp3sp3C．sp2sp3D．sp1sp3【解析】中碳原子形成了3个σ键，无未成键价电子对，需要形成3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。两边的碳原子各自形成了4个σ键，无未成键电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。【答案】C6．(1)对于CH4、NH3、H2O三分子，中心原子都采用________杂化，键角由大到小顺序是________...
