+
2015-3-1
小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型的关系
杂化类型
参加杂化的轨道
sp s+p 2
sp2 s+(2)p 3
sp3 s+(3)p 4
杂化轨道数
杂化轨道间的 夹角
电子对的空间构型
180
直线形
120
平面三角形
109 28
。
′
'
（VSEPR模型）
正四面体
实 例 分子空间构型
BeCl2
中心原子杂化轨道类型
VSEPR模型
直线形 平面三角形 四面体 三角双锥
sp sp2
sp3
sp3d sp3d2
八面体
课堂练习
例1、计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质
价电 子对 数
中心原 子杂化 轨道类型
电子对的空间 构型
（VSEPR模型）
轨道 夹角
分子空 间构型
键角
气态 BeCl2
2015-3-1 ２００９－２－２７
不等性sp3杂化
NH3 HNH 107ο 18'
N：2s22p3 2p 2s
sp3杂化
H 2O
HOH 104 30
ο
'
O：2s22p4
2p 2s
sp 杂化
3
sp
3
课堂练习5
分
子 SiCl4 CS2 BF3 PCl3 OF2 SO2
中心原 电子对的空间 中心原子 分子的空 子的价 排布 的孤对电 间构型 电子对 （VSEPR型） 子对 数
思考
1、写出碳原子的核外电子排布图； 2、思考为什么碳原子与氢原子结合形成 CH4，而不是CH2 ？
碳原子的一个2S电子受外界影响跃迁到2P 空轨道上，使碳原子具有四个单电子， 因此碳原子与氢原子结合生成CH4。
思考
如果C原子就以１个２Ｓ轨道的单 电子和 ３ 个 ２Ｐ轨道上的单电子， 分别与四个Ｈ 原子的１Ｓ轨道上的单 电子重叠成键，所形成的四个共价键能 否完全相同？
180°
2
2
sp
sp
直线形
直线形
180°
CO2
直线形 180° 直线形 180°
平面三角形 120° 平面三 角形 平面三角形
BF3
3
3
sp2
sp2
120°
119.5°
SO2
120° V形
物质
价电 子对数
电子对的 中心原 空间构型 子杂化 （VSEPR 轨道类 模型） 型
轨道 夹角
。Байду номын сангаас′
分子空 间构型
（1）sp3杂化
（2）要点：
基态 原子
2015-3-1
激发态 原子
1个S轨 道和3个 P轨道
混杂
4个相同的 SP3杂化轨道
2. sp杂化：同一原子中1个s轨道与1个p轨道 杂化形成2个sp杂化轨道。每个杂化轨道的s 成分为1/2，p成分为1/2，杂化轨道之间的夹 角为180度。
例：4Be 2p
2s
sp杂化
sp 两个sp杂化轨道
2p
其他例子： CO2、HC≡CH
2015-3-1
3.sp2杂化：一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2 杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/3，p成分为2/3， 三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º
例：BF3中B的电子构型:1s22s22p1
sp2杂化
中心原子 的杂化轨 道类型
4 2 3 4
正四面体 直线
平面三角形
0
正四面体
SP3
0
0
直线
SP
平面三角形 SP2
正四面体
正四面体
1
2
三角锥
V形 V形
SP3
SP3
4
3
平面三角形
1
SP2
规律2：
通过看中心原子有没有形成双键或三键来 判断中心原子的杂化类型。
（1）如果有1个三键或两个双键，则其中 有2个π键，用去2个P轨道，形成的是SP杂化； （2）如果有1个双键则其中必有1个π键， 用去1个P轨道，形成的是SP2杂化； （3）如果全部是单键，一般形成SP3杂化。
规律3:
根据中心原子的VSEPR模型判定
NH3
H2O
2015-3-1
2+2=4
sp3
V形
例1：写出下列分子的中心原子可能采用 的杂化轨道类型，并预测分子的几何构 型。 (1) PCl3 (2)BCl3
2015-3-1
例2：对SO2与CO2说法正确的是(D ) A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道 C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构 例3：下列分子中的中心原子杂化轨道的类 型相同的是 ( B ) A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
这与CH４分子的实际情况是否吻合？
为了解释像甲烷等分子的立体结构 美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论
一、杂化轨道理论
基本要点：
①、成键时能级相近的价电子轨道混合杂化， 形成新的价电子轨道 — 杂化轨道。 ②、杂化前后轨道数目不变。 ③、杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。
杂化过程：
激发
杂化 轨道重叠
三、杂化轨道理论简介
C H H
石墨晶体
苯的结构
sp2杂化
sp2杂化
思考、讨论
例 2 、 NH 、 H O 分子中键角 107 °18′、 3 2 。 ′ 104 5 与109°28′相差不大，由此可推测， N、O原子的原子轨道可能采取何种类型杂 化？原子轨道间夹角小于109°28′，可能 说明了什么问题？
斥力顺序: 孤对-孤对 ＞孤对-键对 ＞ 键对-键对
BF3
BCl3
CH 4 SiCl4
NH 3
PH3
H 2O
H2S
直线形
2015-3-1 价层电子对数
三角形
四面体 三角锥
V型
2
3
4
杂化轨道数=
中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
结合上述信息完成下表：
代表物
CO2 CH2O CH4 SO2
杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 价层电子对数
0+2=2 0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4 sp sp2 sp3 sp2 sp3 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形
键角
CH4
4 4 4 4
sp3 sp3 sp3
四面体 四面体
109 28 正四面体
。 ′
109 28
。
′
NH4+
H2O NH3
109 28 正四面体 109。28′
。 ′
四面体 109 28
。
V形
104 5
。
。
′
sp3 sp3
四面体 109 28 三角锥形 四面体
′
107 3
′
PCl3
4
三角锥形 107。3′ 109 28
2015-3-1
判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：
规律1： 依据分子或离子中心原子的价层电子对
（1）、 当中心原子的价层电子对数为4时，
其杂化类型为SP3杂化; （2）、当中心原子的价层电子对数为3时， 其杂化类型为SP2杂化; （3）、当中心原子的价层电子对数为2时， 其杂化类型为SP杂化。 （4）、当中心原子的价层电子对数为5时， 其杂化类型为SP3d杂化。 （5）、当中心原子的价层电子对数为6时 其杂化类型为SP3d2杂化。
。 ′
例3、试用杂化轨道理论分析乙烯和 乙炔分子的成键情况
例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道 理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。
乙烯中碳以sp2 杂化，C=C中一 个σ和一个π
乙炔中碳以sp杂 化，C=C中一个 σ和两个π
例4：试用杂化轨理论解释石墨、苯的结构
H C H C
H
C
C H C
概念学习
1.等性杂化
杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的 比例相等，能量完全相同，这种杂化称为等性杂化。通常 ，若参与杂化的原子轨道都含有单电子或都是空轨道，其 杂化是等性的。如BeCl2、BF3和CH4分子中的中心原子 分别为sp、sp2和sp3等性杂化。
2.不等性杂化
杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的 比例不相等而能量不完全相同，这种杂化称为不等性杂化 。通常，若参与杂化的原子轨道中，有的已被孤对电子占 据，其杂化是不等性的。如NH3分子中N原子的 sp3不等 性杂化。