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> 《共价键与分子的立方体构型》学习辅导资料 ?2009/12/26
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教(学)案 |
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冬季冰雪飘飞的时候，你留意过雪花的形状吗？古语有言：“草木之花皆五出，而雪花独六出”。微观世界中共价键的形成特点决定了不同的共价型分子具有了不同的立体构型。雪花这种完美的结构是否与水分子立体结构有关呢？本节就能给你揭开这个谜底。
高手支招之一：细品教材
一、一些典型分子的立体构型
1、甲烷分子的形成及立体构型
（1）甲烷分子的立体构型：
甲烷（CH4）分子是规则的正四面体结构，分子中四个C-H键的夹角均为109.5°
（2）杂化轨道
①杂化理论的由来：
杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。例如，我们已经知道，甲烷分子呈正四面体形结构，它的4个C—H键的键长相同，H—C—H的键角为
109°28′。按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C—H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为了解决这一矛盾。鲍林提出了杂化轨道理论。
②杂化轨道定义：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杂化轨道理论要点：
a、原 子 在 成 键 时，同一 原 子 中 能 量 相 近 的 原 子 轨 道 可 重 新 组 合 成 杂 化 轨道。
b、参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。
C、杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。
如：杂化轨道在角度分布上比单纯的S或P轨道在某一方向上更集中，例如s轨道与p轨道杂化后形成的杂化轨道一头大一头小如图 ，成键时根据最大重叠原理，使它的大头与其他原子轨道重叠，重叠程度更大，形成的共价键更牢固。
d、杂化轨道为使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（空间构型）有密切联系。
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