《分子的立体结构》教案
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约1740字。
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
第2课时
教学目标
认识杂化轨道理论的要点
进一步了解有机化合物中碳的成键特征
能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型
4.采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
5.培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力
教学重点
杂化轨道理论的要点
教学难点
分子的立体结构,杂化轨道理论
[展示甲烷的分子模型]
[创设问题情景]
碳的价电子构型是什么样的?甲烷的分子模型表明是空间正四面体,分子中的C—H键是等同的,键角是109°28′。说明什么?
[结论]
碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。
师: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:三、杂化轨道理论
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。
[思考与交流]
甲烷分子的轨道是如何形成的呢?
形成甲烷分子时,中心原子的2s和2px,2py,2pz等四条原子轨道发生杂化,形成一组新的轨道,即四条sp3杂化轨道,这些sp3杂化轨道不同于s轨道,也不同于p轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目,除了有sp3杂化轨道外,还有sp2 杂化和sp杂化,sp2 杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的,sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
[讨论交流]:
应用轨道杂化理论,探究分子的立体结构。
化学式 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
[总结评价]:引导学生分析、归纳、总结多原子分子立体结构的判断规律,完成下表。
化学式 中心原子孤对电子对数 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
[讨论]:怎样判断有几个轨道参与了杂化?(提示:原子个数)
[结论]:中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子数之和,就是杂化轨道数。
[讨论总结]:三种杂化轨道的轨道形状,SP杂化夹角为180°的直线型杂化轨道,SP2 杂化轨道为120°的平面三角形,SP3杂化轨道为109°28′的正四面体构型。
[科学探究]:课本42页
[小结]:HCN中C原子以sp杂化,CH2O中C原子以sp2杂化;HCN中含有2个σ键和2π键;CH2O中含有3σ键和1个π键
补充练习:
1、下列分子中心原子是sp2杂化的是( )
A PBr3 B CH4 C BF3 D H2O
2、关于原子轨道的说法正确的是( )
A 凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体
B CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的
C sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道
D 凡AB3型的共价化合物,其中中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
3、用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构,下列说法
不正确的是( )
A、C原子的四个杂化轨道的能量一样
B、C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C、C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D、C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
4、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
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