《【整合】人教版高中化学选修三-2.2分子的立体构型教案（第2课时） 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【整合】人教版高中化学选修三-2.2分子的立体构型教案（第2课时） （8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节分子的立体构型（第第二节分子的立体构型（第 2 课时）课时）授课班级授课班级课题：第二节课题：第二节 分子的立体构型（分子的立体构型（2）课课 时时第二课时知识知识与与技能技能1.认识杂化轨道理论的要点2.进一步了解有机化合物中碳的成键特征3.能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型过程过程与与方法方法1、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学2、培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力教教学学目目的的情感情感态度态度价值观价值观重重 点点杂化轨道理论的要点难难 点点杂化轨道理论知知识识结结构构与与板板书书设设计计三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介1、杂化的概念：在形
2、成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。2、杂化轨道的类型：、杂化轨道的类型：(1) sp3杂化：杂化：1 个个 s 轨道和轨道和 3 个个 p 轨道会发生混杂，得到轨道会发生混杂，得到 4 个相同的轨道，夹角个相同的轨道，夹角 10928，称为，称为 sp3杂化轨道。杂化轨道。空间结构：空间正四面体或空间结构：空间正四面体或 V 型、三角锥型。型、三角锥型。
3、(2) sp2杂化：同一个原子的一个杂化：同一个原子的一个 ns 轨道与两个轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为轨道进行杂化组合为 sp2 杂化杂化轨道。轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是杂化轨道间的夹角是 120，分子的几何构型为平面正三角形。，分子的几何构型为平面正三角形。(3) sp 杂化：同一原子中杂化：同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨道杂化组合轨道杂化组合成两个新的成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。sp 杂化：夹角为杂化：夹角为 180的直线形杂化轨道，的直线形杂化轨道，3、AB m 杂化类型的判断杂化类型的判断公式：电
4、子对数公式：电子对数 n=2荷数电配位原子的成键电子数中心原子的价电子数教学过程教学过程教学步骤、内容教学步骤、内容教学方法、教学方法、手段、师生手段、师生活动活动复习复习共价键类型：、 键，价层电子对互斥模型。质疑质疑 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，HC-H 的键角为 10928。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 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 ls 原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为什么？讲讲碳原子具有四个完
5、全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。引入引入碳原子的价电子构型 2s22p2，是由一个 2s 轨道和三个 2p 轨道组成的，为什么有这四个相同的轨道呢？为了解释这个构型 Pauling 提出了杂化轨道理论。板书板书三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。新轨道叫杂化轨道。讲讲杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了
6、解释分子的立体结构提出的。为了解决甲烷分子四面体构型，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与 4 个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的 2s 轨道和 3 个 2p 轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到 4 个相同的轨道，夹角 10928，称为 sp3杂化轨道，表示这 4 个轨道是由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道杂化形成的。当碳原子跟 4 个氢原子结合时，碳原子以 4 个 sp3杂化轨道分别与4 个氢原子的 ls 轨道重叠，形成 4 个 C-H 键，因此呈正四面体的分子构型。投影投影提问学生对于上堂课的内容引入新课教师讲解讲讲杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂
7、化、轨道重叠等过程。但应注意，原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道才能发生杂化，而 1s 轨道与 2p 轨道由于能量相差较大，它是不能发生杂化的。讲讲我们需要格外注意的是，杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤对电子剩余的 p 轨道可以形成 键投影投影 sp3杂化轨道杂化轨道板书板书2、杂化轨道的类型：、杂化轨道的类型：(1) sp3杂化：杂化：1 个个 s 轨道和轨道和 3 个个 p 轨道会发生混杂，得到轨道会发生混杂，得到 4 个相同的轨道，个相同的轨道，夹角夹角 10928，称为，称为 sp3杂化轨道。杂化轨道。讲讲价层
8、电子对互斥模型时我们知道，H20 和 NH3的 VSEPR 模型跟甲烷分子一样，也是四面体形的，因此它们的中心原子也是采取 sp3杂化的。所不同的是，水分子的氧原子的 sp3杂化轨道有 2 个是由孤对电子占据的，而氨分子的氮原子的 sp3杂化轨道有 1 个由孤对电子占据。板书板书空间结构：空间正四面体或空间结构：空间正四面体或 V 型、三角锥型。型、三角锥型。讲讲凡属于 VESPR 模型的 AY4的分子中心原子 A 都采取 sp3 杂化类型。例如CH4、NH3、H2O 等。其中像 CH4这类与中心原子键合的是同一种原子，因此分子呈高度对称的正四面体构型，其中的 4 个 sp3 杂化轨道自然没有
9、差别，这种杂化类型叫做等性杂化。而像 NH3、H2O 这类物质的中心原子的 4 个sp3 杂化轨道用于构建不同的 键或孤对电子，这个的 4 个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化，打出图片并进行讲解总结规律讲讲除 sp3杂化轨道外，还有 sp 杂化轨道和 sp2杂化轨道。sp2杂化轨道由 1个 s 轨道和 2 个 p 轨道杂化而得。板书板书 (2) sp2杂化：同一个原子的一个杂化：同一个原子的一个 ns 轨道与两个轨道与两个 np 轨道进行杂化组轨道进行杂化组合为合为 sp2 杂化轨道。杂化轨道。投影投影2s2pB的的基基态态2p2s激激发发态态正正三三角角形形sp2 杂杂化化态态BF3分 分
10、分 分分 分分 分BFFF激激发发120板书板书 sp2 杂化轨道间的夹角是杂化轨道间的夹角是 120，分子的几何构型为平面正三角形。，分子的几何构型为平面正三角形。投影投影讲讲应当注意的是，杂化过程中还有未参与杂化的 p 轨道，可用于形成 键，而杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。而没有填充电子的空轨道一般都不参与杂化。讲讲乙烯分子中的碳原子的原子轨道采用 sp2杂化。其中两个碳原子间各用一个 sp2杂化轨道形成 键，用两个 sp2杂化轨道与氢原子形成 键，两个碳原子各用一个未参加杂化的 2p 原子轨道形成 键。投影投影区别两种不同的杂化与对应的物质结合讲解C2H4(sp
11、2杂化）讲讲苯环分子中的碳原子的原子轨道采用了 sp2杂化。每个碳原子上的三个sp2杂化轨道分别与两个相邻的碳原子和一个氢原子形成三个 键并形成六碳环，每个碳原子上的未杂化 2p 轨道采用“肩并肩”的方式重叠形成大 键。大 键的形成使苯环上的所用原子处于同一平面，且结构稳定。投影投影大 键C6H6C6H6的大键（离域键）讲讲sp 杂化轨道由 1 个 s 轨道和 1 个 p 轨道杂化而得板书板书 (3) sp 杂化：同一原子中杂化：同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。投
12、影投影板书板书sp 杂化：夹角为杂化：夹角为 180的直线形杂化轨道，的直线形杂化轨道， 投影投影讲讲杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键与键间的排斥力大小决定于键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。由于键角越大化学键之间的排斥能越小，对 sp 杂化来说，当键角为 180 时，其排拆力最小，所以 sp杂化轨道成键时分子呈直线形；对 sp2 杂化来说，当键角为 120 时，其排斥力最小，所以 sp2 杂化轨道成键时，分子呈平面三角形。由于杂化轨道类型教师讲解不同，杂化轨道夹角也不相同，其成键时键角也不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。讲讲为了清晰的表示出成键电子和孤对电子，更有
13、利的解释物质空间构型的关系，我们引入了路易斯式。路易斯结构式是用短线表示键合电子，小黑点表示未键合的价电子的结构式。投影投影科学探究科学探究1、写出 HCN 分子和 CH20 分子的路易斯结构式。2用 VSEPR 模型对 HCN 分子和 CH2O 分子的立体结构进行预测(用立体结构模型表示)3写出 HCN 分子和 CH20 分子的中心原子的杂化类型。4分析 HCN 分子和 CH2O 分子中的 键。汇报汇报1、 2、直线型 平面三角型3、sp 杂化 sp2杂化4、HCN 分子中有 2 个 键和 2 个 键，即 C-H和 C-N 之间各有一个 键，另外 C-N 之间有两个 键。甲醛分子中 C-H
14、之间有 2 个 键，C-O 之间有 1 个 键和 1 个 键板书板书3、AB m 杂化类型的判断杂化类型的判断公式：电子对数公式：电子对数n=2荷数电配位原子的成键电子数中心原子的价电子数讲讲在上述公式使用时，电荷为正值时，取负号，电荷为负值时，取正号。当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零。投影小结投影小结电子对数 n 234杂化类型spSp2Sp3讲讲例如，SO2 电子对数为(6+0)/2=3,为 sp2 杂化。小结小结无论是价层电子对互斥理论还是杂化轨道理论，我们都是为了合理的解释分子的空间构型， 投影投影杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间的夹角空间构型实例Sp2180直线BeCl2 Sp23120平面三角形BF3 Sp3410928四面体形CH4 教学回顾教学回顾：
