第1课时 杂化轨道理论与分子空间 构型专题4 第一单元 分子构型与物质的性质1.了解杂化轨道理论，
能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间构型的影响。2.通过对杂化轨道理论的学习，掌握中心原子杂化轨道类型的判断方法，建立
分子空间构型分析的思维模型。核心素养发展目标新知导学XIN ZHI DAO XUE01一、杂化轨道及其理论要点1.试解释CH4分子
为什么具有正四面体的空间构型？(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道， 个2s轨道和 个2p轨道“混
合”起来，形成 相等、成分相同的4个 ，可表示为13能量sp3杂化轨
道(2)共价键的形成碳原子的4个 分别与4个H原子的 轨道重叠形成4个相同
的 键。sp3杂化轨道1sσ(3)CH4分子的空间构型甲烷分子中的4个C—H键是等同的，C—H键之间的夹角——键角是
，形成正四面体型分子。2.轨道杂化与杂化轨道(1)轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量 的原子轨道
重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化。(2)杂化轨道：重新组合后的新的原子轨道，叫做
，简称杂化轨道。(3)轨道杂化的过程： → → 。1
09.5°相近杂化原子轨道激发杂化轨道重叠相关视频3.杂化轨道的类型123234归纳总结杂化轨道理论的要点(1)原子形成分子时，通
常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。发生轨道杂化的原子一定是中心原子。(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)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s、2p)。(4)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的
杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。(5)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理，使轨道在空间取得最大夹角分布。故杂化后轨道的
伸展方向、形状发生改变，但杂化轨道的形状完全相同。例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形成杂化轨道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√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)，故D项正确。例2 下列有关sp2杂化轨道的说法错误的是 A.由同
一能层上的s轨道与p轨道杂化而成B.共有3个能量相同的杂化轨道C.每个sp2杂化轨道中s轨道成分占三分之一D.sp2杂化轨道最多可
形成2个σ键√解析 同一能层上s轨道与p轨道的能量差异不是很大，相互杂化的轨道的能量差异也不能过大，A项正确；同种类型的杂化轨道能
量相同，B项正确；sp2杂化轨道是由一个s轨道与2个p轨道杂化而成的，C项正确；sp2杂化轨道最多可形成3个σ键，D项错误。二、用
杂化轨道理论解释分子的形成及分子中的成键情况1.用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成(1)BeCl2分子的形成杂化后的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。(2)BF3分子的形成2.用杂化轨道理论解
释乙烯、乙炔分子中的成键情况(1)乙烯分子中的成键情况在乙烯分子中，C原子采取 杂化，形成3个杂化轨道，两个碳原子各以1个
杂化轨道互相重叠，形成1个C—C σ键，另外两个杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠，形成2个C—H σ键，这样形成的5个键在同一平
面上，此外每个C原子还剩下1个未杂化的p轨道，它们发生重叠，形成一个 键。其结构示意图如下：sp2π相关视频(2)乙炔分子
中的成键情况在乙炔分子中，碳原子采取 杂化，形成2个杂化轨道，两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠，形成1个C—C σ键，每一
个碳原子又各以1个sp轨道分别与1个氢原子形成σ键，这样形成的3个键在同一直线上，此外每个碳原子还有2个未杂化的2p轨道，它们发生
重叠，形成两个 键。其结构示意图如下：πsp相关视频归纳总结杂化轨道的类型与分子空间构型的关系特别提醒 杂化轨道只能形成σ
键，不能形成π键。例3 有关杂化轨道的说法不正确的是 A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变B.sp3、sp2、sp杂化
轨道的夹角分别为109.5°、120°、180°C.杂化轨道既可形成σ键，又可形成π键D.已知CO2为直线形分子，其分子结构可以用
sp杂化轨道解释√解析 杂化前后的轨道数不变，杂化后，各个轨道尽可能分散、对称分布，导致轨道的形状发生了改变， A正确； sp3、
sp2、sp杂化轨道其空间构型分别是正四面体型、平面三角形、直线形，所以其夹角分别为109.5°、120°、180°，B正确；杂化
轨道只能形成σ键，C错误；直线形分子的键角为180°，中心原子的杂化方式是sp, D正确。例4 有机物H3 中标有“·”的
碳原子的杂化方式依次为 A.sp、sp2、sp3 B.sp3、sp2、spC.sp2、sp、sp3 D.sp3、sp、
sp2√解析 根据价层电子对互斥理论可判断C原子的杂化方式。若价电子对数是4，则C原子采取sp3杂化；若价电子对数是3，则C原子采
取sp2杂化；若价电子对数是2，则C原子采取sp杂化。中心原子杂化类型的判断方法(1)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°.5°，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1
80°，则中心原子发生sp杂化。(2)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
叁键的碳原子采取sp杂化。学习小结返回达标检测DA BIAO JIAN CE02123451.判断正误(1)杂化轨道与参与杂化的原
子轨道的数目相同，但能量不同( )(2)杂化轨道的键角与分子内的键角不一定相同( )(3)只要分子的空间构型为平面三角形，中心
原子均为sp2杂化( )(4)杂化方式相同的分子，空间构型一定相同( )6×√√√123452.鲍林是两位获得诺贝尔奖不同奖项
的人之一，杂化轨道是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是 A.sp杂
化轨道的夹角最大B.sp2杂化轨道的夹角最大C.sp3杂化轨道的夹角最大D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等√6解析 sp3
、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109.5°、120°、180°，故A项正确。123453.下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是
A.是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成B.sp杂化轨道中的两个杂化轨道完全相同C.sp杂化轨道可与其他原子轨道形成σ键和π
键D.sp杂化轨道有两个，一个能量高，另一个能量低解析 sp杂化轨道是同一原子内同一电子层内轨道发生的杂化，A项错误；不同类型能量
相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新的轨道，所形成两个能量等同的sp杂化轨道，B项正确，D项错误；杂化轨道用于形成σ键，未杂化
的轨道形成π键，不是杂化轨道形成π键，C项错误。√6123454.在乙炔分子中有3个σ键、2个π键，它们分别是 A.sp杂化轨道形
成σ键、未杂化的2个2p轨道形成2个π键，且互相垂直B.sp杂化轨道形成σ键、未杂化的2个2p轨道形成2个π键，且互相平行C.C—
H之间是sp杂化轨道形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D.C—C之间是sp杂化轨道形成的σ键，C—H之间是未参
加杂化的2p轨道形成的π键解析 碳原子形成乙炔时，一个2s轨道和一个2p轨道杂化成两个sp轨道，另外的两个2p轨道保持不变，其中一
个sp轨道与氢原子的1s轨道头碰头重叠形成C—Hσ键，另一个sp轨道则与另一个碳原子的sp轨道头碰头重叠形成C—C σ键，碳原子剩
下的两个p轨道则肩并肩重叠形成两个C—C π键，且这两个π键互相垂直。√65.在 分子中，羰基碳原子与甲基碳原子成键时
所采取的杂化方式分别为 A.sp2杂化；sp2杂化 B.sp3杂化；sp3杂化C.sp2杂化；sp3杂化 D.sp杂化
；sp3杂化12345√6解析 羰基上的碳原子共形成3个σ键，为sp2杂化；两侧甲基中的碳原子共形成4个σ键，为sp3杂化。6.石
墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。
123456(1)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。3解析 图甲中，1号C与相邻的3个C形成1个碳碳双键和2个碳碳单键，即形成3个σ键和1个π键。(2)图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________(填“＞”“＜”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。123456解析 图乙中，1号C除与3个C形成化学键外，还与羟基氧原子形成化学键，故该C采取sp3杂化。返回sp3＜本课结束 |
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