化学人教版选修3学案：2-2-2 杂化轨道理论和配合物简介 Word版含解析17页

第二课时 杂化轨道理论和配合物简介
[学习目标] 1.了解杂化轨道理论的内容。
2．能根据理论判断简单分子或离子的立体构型。
3．通过实验探究配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物
的成键情况，培养学生实验探究问题的能力。
一、杂化轨道理论简介
1．杂化轨道
(1)碳原子的电子排布式为 1s22s22p2，当 2s 的一个电子被激发到
2p 空轨道后，电子排布式为 1s22s12p3。
(2)在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形
成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子
轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
(3)参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。
(4)原子轨道的杂化改变了原子轨道的形状、方向。原子轨道的杂
化使原子的成键能力增强。
(5)杂化轨道为使电子相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角
分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。在多原子分子中，两个化学键
之间的夹角叫键角。键角与分子的形状(空间结构)密切联系。
2．杂化轨道类型和空间结构
(1)sp 杂化——直线形；sp 型杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 1 个 p 轨
道组合而成的，每个 sp 杂化轨道含有
1
2
p 和
1
2
s 的成分，轨道间的夹角
为 180°。
(2)sp2 杂化——平面三角形；sp2 杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 2 个
p 轨道组合而成的，每个 sp2杂化轨道含有
1
3
s 和
2
3
p 成分，杂化轨道间
的夹角都是 120°，呈平面三角形。如 BF3分子。
(3)sp3 杂化——四面体形：sp3 杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 3 个 p

轨道组合而成的，每个 sp3 杂化轨道都含有
1
4
s 和
3
4
p 的成分，sp3 杂化
轨道间的夹角为 109°28′。
二、配合物理论简介
1．配位键
(1)概念：硫酸铜溶液中呈天蓝色的物质是水合铜离子，可表示为
[Cu(H2O)4]2＋，叫做四水合铜离子。在这种离子中铜离子与水分子之
间的化学键是由水分子提供孤对电子给予铜离子，铜离子接受水分子
的孤对电子形成的。配位键是一种特殊的共价键。
(2)配位键的表示方法
配位键可以用 A→B 来表示，其中 A 是提供孤对电子的原子，叫
做给予体(也称配位原子)；B 具有空轨道，是接受电子的原子，叫做接
受体。
2．配合物
(1)概念：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键
结合形成的化合物。
(2)配合物形成的实验

(3)配合物的应用
①Fe(SCN)3的应用
a．检验 Fe3＋的存在：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
b．Fe(SCN)3的溶液常被用于电影特技和魔术表演。
②[Ag(NH3)2]OH(银氨溶液)可用于检验醛基的存在。
③在生命科学中的应用
生命体中存在着许多金属配合物，如叶绿素、血红素和维生素 B12
都是配合物。其中心离子分别是镁离子、亚铁离子和钴离子。
④判断离子共存
由于配位离子很难电离，所以形成配位键的两种离子一般不能大
量共存。例如，Fe3＋与 SCN－不能大量共存。

知识点一   杂化轨道理论及其应用
杂化轨道理论知识的考查方向有：杂化轨道类型、杂化轨道的应
用(解释分子空间构型)。解题关键在于掌握杂化轨道类型与分子空间构
型的关系，尤其是等性 sp3杂化与不等性 sp3杂化的区别。
1．杂化类型的判断
因为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
的孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类
型。例如：
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型
CO2 0＋2＝2 sp
CH2O 0＋3＝3 sp2
CH4 0＋4＝4 sp3
SO2 1＋2＝3 sp2
NH3 1＋3＝4 sp3
H2O 2＋2＝4 sp3
2.共价键全部为 σ 键的分子构型与杂化类型

3.含 σ 键和 π 键的分子构型和杂化类型

4.s－p 杂化轨道和简单分子几何构型的关系

(1)杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键与键间排
斥力的大小决定键的方向，即决定杂化轨道间的夹角，键角越大，化
学键之间的排斥力越小。只有能量相近的轨道间才能发生杂化。(2)sp
杂化和 sp2杂化这两种形式中，原子还有未参与杂化的 p 轨道，可用于
形成 π 键，而杂化轨道只能用于形成 σ 键或者用来容纳未参与成键的...