d第二章第二節(jié)分子的立體構型(20210929193615)

1、d 第二章第二節(jié)分子的立體構型第二節(jié) 分子的立體構型說課一、教學大綱和考綱： 教學大綱：認識共價分子結構的多樣性和復雜性；能根據(jù)價層電子對互斥理論和雜化軌道理論判 斷簡單分子或離子的構型；能說明簡單配合物的成鍵情況。 考綱：了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型 sp ， sp2，sp3 。能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或離子的空間結構。二、教材的地位和作用：本節(jié)內(nèi)容選自選修三?物質結構和性質?第二章?分子結構和性質?。本章第一節(jié)介 紹了共價鍵的主要類型廳 鍵和n鍵和特征，三個鍵參數(shù)：鍵能、鍵長和鍵角等知識。 在此根底上，本節(jié)內(nèi)容介紹了分子的立體構型，本節(jié)首先介紹了形形

2、色色的分子并配有立 體結構模型圖，并設問過渡：為什么這些分子有如此的空間結構？接著介紹了利用價層電 子對互斥理論來判斷簡單分子或離子的簡單構型，并對簡單共價分子結構的多樣性和復雜 性進行了解釋，還設計了“思考與交流，讓學生自主的去理解和運用這個理論。并初步 介紹了配位鍵、配位化合物的概念，在本章中，起到了承上啟下的作用。本節(jié)是第二章?分子結構與性質?的關鍵，表達了課標中所要求的四個主題中“化學 鍵與物質的性質這個主題。通過本節(jié)的學習，使學生進一步形成有關物質結構的根本觀 念，初步認識物質的結構與性質之間的關系；能從物質結構決定性質的視角解釋一些化學 現(xiàn)象，預測物質的有關性質，逐步形成科學的價值

3、觀，為分子的性質學習奠定了根底。三、學生分析：選修三?物質的結構和性質?物質的結構知識涉及微觀世界，抽象，理論性強，學習 難度大。學習的理念方法都很欠缺；這局部知識的學習要求有很強的學習能力和理解能力 等。 學生雖具有一定的理性思維能力，但抽象思維能力較弱，還是易于接受感性認識。 因此，本節(jié)課的教學起點低，并充分利用現(xiàn)代化教學手段，進行多媒體輔助教學，以求突 出重點、突破難點。 四、教學目標： 知識與技能：1 、認識共價分子的多樣性和復雜性，能用VSEPR模型預測簡單分子或離子的立體結構。2 、認識雜化軌道理論的要點，能根據(jù)雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構型，進 一步了解有機化合物中碳的成鍵

4、特征。過程與方法：3 、了解配位鍵、配位化合物的概念和配位鍵、配位化合物的表示方法1 、采用圖表、比擬、討論、歸納、綜合的方法進行教學 2 、培養(yǎng)學生分析、歸納、 綜合的能力 情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和空間想象能力。 五、教學建議：1 、通過用分類比照的方法，對C02和H2O NH3和CH2O等 1:2和1:3型分子立體構型進行分析，可以得出一下認識：具有相同組成的分子其空間構型卻不相同，明確中學引 入價層電子對互斥模型是為了讓學生跟好的理解和判斷分子的立體結構，而不是理論的系 統(tǒng)介紹和研究。2 、介紹雜化軌道理論時，可以從甲烷分子中碳原子的價電子構型 2s22p2 及 3

5、 個 2p 軌道相互垂直，對照甲烷分子正四面體結構，引出問題：如何解釋甲烷正四面體立體構型？ 從而引入雜化軌道理論，明確雜化軌道理論是用來解釋分子的立體結構的。3 、介紹配合物理論時，通過觀察CuSO4、CuCl、CuBr2 等固體及其水溶液顏色的實驗，分析得知天藍色物質 四水合銅離子，探究其結構，由孤電子對和空軌道形成的配位鍵，引出配位鍵和配合物的概念，再通過形成Cu(NH3)42+和Fe(SCN)2+的實驗，進一步介紹簡單配合物及其成鍵情況、表示方法。 六、教學重難點：教學重點：分子的立體構型、價層電子對互斥理論、雜化軌道理論和配位鍵。教學難點：分子的立體構型、價層電子對互斥理論、雜化軌道

6、理論。七、課時安排： 3 課時第一課時：形形色色的分子、價層電子對互斥理論 第二課時：雜化軌道理論簡介 第 三課時：配合物理論簡介 七、習題處理： 課后練習：第 1 題是利用價層電子對互斥理論來判斷分子的空間構型的歸納表格，題目比擬根底。 第2、3 題分別是利用雜化軌道來解釋一些有機分子的成鍵特點，要求學生能理解并描述雜 化軌道理論在解釋分子結構上的應用。第4、5 題是用配位鍵的形成特點及配合物的性質來解釋一些化學現(xiàn)象，這些內(nèi)容都可以在每課時結束后作為例題來講。 資料練習：資料練習更注重一些知識細節(jié)，比方什么樣的原子軌道才能發(fā)生雜化。資料練習更注重對知識的應用和分析。 資料練習更注重對知識的綜

7、合考察。 八、教學過程：第一課時 問題引入 1 、利用幾何知識分析一下，空間分布的兩個點是否一定在同一直線？遷移：兩個原子構成的分子，將這 2 個原子看成兩個點，那么它們在空間上可能構成幾 種形狀？分別是什么？2 、利用幾何知識分析一下，空間分布的三個點是否一定在同一直線上？遷移：三個原子構成的分子，將這 3 個原子看成三個點，那么它們在空間上可能構成幾 種形狀？分別是什么？ 師 在多原子構成的分子中，由于原子間排列的空間順序不一樣，使得分子有不同的 結構，這就是所謂的分子的立體構型。 板書 第二節(jié) 分子的立體構型 投影 形形色色 的分子 師 同為三原子分子， CO2 和 H2O 分子的空間結

8、構卻不同，同為四原子分子， CH2O 與 NH3 分子的的空間結構也不同，這是為什么呢？為了探究其原因，在此根底上開展了 很多結構理論，有一種十分簡單的理論叫做價層電子對互斥理論，這種簡單的理論可用來 預測分子的立體構型。 板書 一、價層電子對互斥理論講理論要點：對ABn型的分子或離子，中心原子 A價層電子對包括成鍵 T鍵電 子對和未成鍵的孤對電子對之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構型總是采取電子對 相互排斥最小的那種構型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。 師 如何利用價層電子對互斥理論來預測分子的立體構型呢？ 講述并板書 利用價層電子對預 測分子立體構型的方法：1、計算價層

9、電子對數(shù)廳 鍵電子對和未成鍵的孤對電子對價層電子對數(shù)=疔鍵電子對數(shù)+未成鍵的孤對電子對數(shù)廳鍵電子對數(shù)=與中心原子結合的原子數(shù) 中心原子上的孤電子對數(shù) =? a-xb 講 a ：對于原子：為中心原子的最外 層電子數(shù)對于陽離子：為中心原子的最外層電子數(shù)減去離子的電荷數(shù) 對于陰離子：為中心原 子 的最外層電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)x 為與中心原子結合的原子數(shù)b 為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù) H 為 1，其他原子為“8 -該原子的最 外層電子數(shù)思考與交流1、以S和P為例，說明如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它的 價電子數(shù)。2 、以N和Cl為例，說明如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它最多

10、能接受的電 子數(shù) 投影 一些微粒的孤電子對的計算：2 、確定價層電子對的空間構型講由于價層電子對包括成鍵 d鍵電子對和未成鍵的孤對電子對之間的斥力作 用，將使分子的幾何構型總是采取電子對相互排斥最小的那種構型，以使彼此之間斥力最 小，分子體系能量最低，最穩(wěn)定。這種構型是含有孤電子對的VSEPR模型。投影3 、確定分子空間構型 講 中心原子的孤對電子也要占據(jù)中心原子的空間，并與成鍵電子對互相排斥。推測 分子的立體模型必須略去 VSEPR模型中的孤電子對。例H20和NH3的中心原子上分別有 2對和1對孤電子對，加上中心原子上的廳鍵電子對，它們的中心原子上的價層電子對數(shù)都是4，這些價層電子相互排斥，

11、形成四面體形的VSEPR模型。略去VSEPF模型中的中心原子上的孤電子對，便得到了H20的立體構型為V形，NH3的立體構型為三角錐形。 思考與交流 確定 BF3、 NH4+、SO32-的VSEPR模型和它們的立體結構。投影根據(jù)價層電子對互斥理論對幾種分子 或離子的立體構型的推測：第2課時問題引入1、根據(jù)碳原子的價電子排布式 2s22p2，思考為什么C與H形成化合物的 分子式是CH4而不是CH2?2 、由碳原子和氫原子的價電子排布圖，按照我們已經(jīng)學過的價鍵理論，甲烷的4個C H單鍵都應該是 廳鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道 和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1

12、s原子軌道重疊，不可能得到四面體構型 的甲烷分子，但甲烷確實是正四面體的空間構型，這又該如何解釋呢？ 師為了解釋這一問題，鮑林提出了雜化軌道理論。 板書二、雜化軌道理論簡介：1 、雜化的概念：在形成多原子分子的過程中，中心原子的假設干能量相近的原子軌道 重新組合，形成一組新的軌道，這個過程叫做軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫雜化軌道。例當碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，卻得到4個相同的軌道，夾角109° 28'，稱為sp3雜化軌道，表示這 4 個軌道是由 1 個 s 軌道和 3 個 p 軌道雜化形成的。為了四個雜化

13、軌道在 空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向成正四面體形當碳原子跟4個氫原子結合時，碳原子以 4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的Is軌道重疊，形 成4個C He鍵，因此呈正四面體的分子構型。投影 講 雜化軌道理論認為：在形成分子時，通常存在激發(fā)、雜化、軌道重疊等過程。但 應注意，原子軌道的雜化，只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā) 生雜化的。同時只有能量相近的原子軌道才能發(fā)生雜化，而1s軌道與2p軌道由于能量相差較大，它是不能發(fā)生雜化的。 板書 2 、雜化軌道的類型：(1) sp3雜化： 1 個 s 軌道和 3 個 p 軌道會發(fā)生混雜，得到 4 個相同

14、的軌道，夾角109° 28',稱為sp3雜化軌道?？臻g結構：正四面體形投影sp3雜化軌道的形成過程:講價層電子對互斥模型時我們知道，H2O和NH3的VSEPF模型跟甲烷分子一樣，也是四面體形的，因此它們的中心原子也是采取sp3雜化的。所不同的是，水分子的氧原子的 sp3 雜化軌道有 2 個是由孤電子對占據(jù)的,而氨分子的氮原子的 sp3 雜化軌道有 1 個由 孤電子對占據(jù)。(2) sp2 雜化：由一個 s 軌道與兩個 p 軌道進行雜化而得。 sp2 雜化軌道間的夾角 是 120°,分子的幾何構型為平面三角形。 投影 sp2 雜化軌道的形成過程：講應當注意的是，雜化過程

15、中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成 n鍵，而雜化軌道只用于形成 d鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。講乙烯分子中的碳原子的原子軌道采用sp2雜化。其中兩個碳原子間各用一個sp2雜化軌道形成 d 鍵,用兩個 sp2 雜化軌道與氫原子形成 d 鍵,兩個碳原子各用一個未參 加雜化的2p原子軌道形成n鍵。(3) sp雜化：由 1 個 s 軌道和 1 個 p 軌道雜化而得,夾角為 180°的直線形雜化軌道。 投影 sp 雜化軌道的形成過程： 講 因為雜化軌道只能用于容納d 鍵或用來容納孤電子對,故有雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù) =中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結合的原子數(shù) 板書 3 、雜

16、化類型的判斷方法：先確定分子或離子的 VSEPR模型,然后就可以比擬方便地確定中心原子的雜化軌道類型。思考與交流確定BF3和H3O+勺中心原子的雜化軌道類型。投影雜化類型判斷：第3課時 引入 我們在了解了價層電子互斥理論和雜化軌道理論后,我們再來學習一類特殊的 化合物：配合物 板書 三、配合物理論簡介 實驗 2-1 將表中的少量固體溶于足量的水,觀察實驗現(xiàn)象并填寫表格。 講 上述實驗中呈天藍色的物質是水合銅離子,可表示為Cu(H2O)42 ,叫做四水合銅離子。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學鍵是由水分子提供孤電子對給予銅離 子，銅離子接受水分子的孤電子對形成的，這類“電子對給予接受鍵

17、被稱為配位鍵。 板書1 、配位鍵(1) 定義：“電子對給予接受鍵被稱為配位鍵。一方提供孤電子對；一方有空軌 道，接受孤電子對。如：Cu(H2O)4 2、NH4中存在配位鍵。 講 配位鍵是一種特殊的共價鍵，但形成配位鍵的共用電子對由一方提供而不是由雙 方共同提供的。 板書 (2) 成鍵條件：形成配位鍵的一方是能夠提供孤電子對的原子，另一方是具有 能夠接受孤電子對的空軌道原子。(3) 配位鍵的表示方法：AlB (說明共用電子對由A原子提供而形成配位鍵)講存在配位鍵的物質有很多，比方我們常見的NH4 H3O Fe(SCN)3、血紅蛋白等等。通常把金屬離子 (或原子)與某些分子或離子 (稱為配體 )以

18、配位鍵結合形成的化合物稱為配 位化合物，簡稱配合物。 板書2、配合物(1) 定義：通常把金屬離子 (或原子)與某些分子或離子 (稱為配體 )以配位鍵結合形成 的化合物稱為配位化合物。 講 配合物的品種超過數(shù)百萬，是一個龐大的化合物家族。 板書(2) 配合物的組成中心原子：配合物的中心原子一般都是帶正電的陽離子，過渡金屬離子最常見。配位體：可以是陰離子，也可以是中性分子，配位體中直接同中心原子配合的原子叫 配位原子，配位原子必須是含有孤電子對的原子。配位數(shù)：直接同中心原子配位的原子的數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。 配離子的電荷數(shù)：配離子的電荷數(shù)等于中心離子和配位體的總電荷數(shù)的代數(shù)和。 講 如： Co(NH3)5ClCl2 這種配合物，其配位體有兩種：NH3、 Cl- ，配位數(shù)為5+仁6。中心原子為 Co2+,配離子電荷數(shù)為 2, Co(NH3)5CI2+是配合物的內(nèi)界，Cl-是配 合物的外界離子。 過渡配合物是怎么形成的呢？ 實驗 2 2 向盛有硫酸銅水溶液的試管里參加氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水， 難溶物溶解，得到深藍色的透明溶液；假設參加極性較小的溶劑 (如乙醇 ) ，將析出深藍色的 晶體。