第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)教案

第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)（第一課時）教學目標：1.會判斷一些典型分子的立體結(jié)構(gòu)，認識分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復雜性，理解價層電子對互斥模型。2.通過對典型分子立體結(jié)構(gòu)探究過程，學會運用觀察、比較、分類及歸納等方法對信息進行加工，提高科學探究能力。3.通過觀察分子的立體結(jié)構(gòu)，激發(fā)學習化學的興趣，感受化學世界的奇妙。教學重點：價層電子對互斥模型教學難點：能用價層電子對互斥模型解釋分子的立體結(jié)構(gòu)[新課導入]展示CO2、H2O、CH4、NH3、BF3、CH2O分子的球棍模型【問題】1.什么是分子的立體構(gòu)型？2.同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？3.分子的立體結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性有關(guān)二、價層電子對互斥理論（VSEPR）-預測分子的立體構(gòu)型（一）幾組概念1.中心原子：對ABn型分子，B圍繞A成鍵，則A為中心原子，n值為中心原子結(jié)合的原子數(shù)。2.價層電子對：=σ鍵個數(shù)+中心原子上的孤對電子對個數(shù)σ鍵電子對數(shù)=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)：法一：寫電子式判斷法二：=1/2（a-xb）a:對于原子：為中心原子的最外層電子數(shù)x：與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b：與中心原子結(jié)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)）【實例】P38表2-4，仔細觀察?！眷柟叹毩暋糠肿踊螂x子σ鍵電子對數(shù)中心原子a:xb孤電子對數(shù)CO2NH3H2OCH4BF3SO2CO32-ＳＦ６PCl5SO42- HCHOHCN（二）VSEPR模型預測分子的立體構(gòu)型1.對ABn型的分子或離子，中心原子A價層電子對（包括成鍵σ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(gòu)型總是采取電子對相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。2.預測分子的立體構(gòu)型【學生】讀書Ｐ３８最后一段（1）中心原子上無孤對電子的分子：價電子都用于形成共價鍵ABn價層電子對ＶＳＥＰＲ模型分子或離子的立體構(gòu)型范例n=22直線形直線形CO2，CS2n=33平面三角形平面三角形CH2O、BF3n=44正四面體形正四面體形CH4、CCl4ABn價層電子對ＶＳＥＰＲ模型分子或離子的立體構(gòu)型范例n=５５三角雙錐三角雙錐ＰＣｌ５ｎ＝６６正八面體正八面體ＳＦ６【講解】甲烷的形成過程：碳原子2s軌道中的一個電子吸收能量躍遷到2p軌道上，這個過程稱為激發(fā)。但此時各個軌道的能量并不完全相同，于是由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為sp3雜化軌道。然后四個sp3雜化軌道上的電子間相互排斥，使四個sp3雜化軌道指向空間距離最遠的正四面體的四個頂點，碳原子四個sp3雜化軌道分別與四個氫原子的1s軌道形成四個相同的s-sp3鍵，從而形成CH4分子。由于四個C-H鍵完全相同，所以形成的CH4分子為正四面體，鍵角為109°28′1.雜化軌道理論雜化：雜化是指在形成分子時，由于原子的相互影響，若干不同類型能量相近的原子軌道混雜起來，重新組合成一組新的原子軌道。這種重新組合的過程叫做雜化，所形成的新的軌道稱為雜化軌道。要點：（1）發(fā)生軌道雜化的原子一定是中心原子。(2)參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級組或相近能級組的軌道）。(3)雜化軌道的能量、形狀完全相同。(4)雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；雜化后原子軌道方向改變，雜化軌道在成鍵時更有利于軌道間的重疊(5)雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤對電子。(6)未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵【講解】學習價層電子對互斥理論知道:NH3和H2O的VSEPR模型和甲烷分子一樣,也是正四面體的,因此它們的中心原子也是sp3雜化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4個雜化軌道分別用于σ鍵和孤對電子對，這樣的4個雜化軌道顯然有差【講解】除sp3雜化軌道外，還有sp雜化軌道和sp2雜化軌道。sp雜化軌道由1個s軌道和1個p軌道雜化而得；sp2雜化軌道由1個s軌道和2個p軌道雜化而得，雜化類型SP3雜化sp雜化sp雜化

同一原子中ns-np雜化成新軌道；一個s軌道和一個p軌道雜化組合成兩個新的sp雜化軌道。例：sp雜化

同一原子中ns-np雜化成新軌道；一個s軌道和一個p軌道雜化組合成兩個新的sp雜化軌道。例：BeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化鍵合直線形sp雜化態(tài)直線形化合態(tài)ClBeCl180sp2sp2雜化軌道間的夾角是120度，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形2s2s2pB的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正三角形sp2雜化態(tài)BFFFBCl1200Cl【歸納總結(jié)】思考題：根據(jù)以上事實總結(jié)：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型思考題：根據(jù)以下事實總結(jié)：

2.如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？思考題：根據(jù)以下事實總結(jié)：

2.如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子雜化軌道數(shù)雜化類型VSEPR模型分子空間構(gòu)型CO2CH2OSO2NH3H2OCH4【結(jié)論】當中心原子的價層電子對數(shù)為4時，其雜化類型為sp3雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為3時，其雜化類型為sp2雜化，當中心原子的價層電子對數(shù)為2時，其雜化類型為sp雜化?！痉答伨毩暋坑秒s化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。（1）CH2＝CH2（2）CH≡CH【講解】C原子在形成乙烯分子時，碳原子的2s軌道與2個2p軌道發(fā)生雜化，形成3個sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個頂點。每個C原子的2個sp2雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2個相同的σ鍵，各自剩余的1個sp2雜化軌道相互形成一個σ鍵.各自沒有雜化的1個2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成?！局v解】C原子在形成乙炔分子時發(fā)生sp雜化。兩個碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個sp雜化軌道相互形成1個σ鍵，兩個碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合?！咀⒁狻浚弘s化軌道只能用于形成σ鍵或容納孤對電子，剩余的未雜化p軌道還可形成π鍵?！揪毩暋吭趯W習價層電子對互斥模型和雜化軌道理論的基礎(chǔ)上描述化合物中每個化學鍵是怎樣形成的？1．CO22．H2OC原子發(fā)生SP雜化生成了兩個SP軌道分別與兩個O原子的一個P軌道形成兩個σ鍵；C原子剩余的兩個P軌道分別與兩個O原子剩余的1個P軌道形成兩個π鍵。O原子發(fā)生SP3雜化生成了四個SP3雜化軌道，其中的兩個分別與兩個H原子的S軌道形成兩個σ鍵；O原子剩余的兩個SP3雜化軌道分別被兩對孤對電子占據(jù)。2.下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是A、CO2與SO2B、CH4與NH3C、BeCl2與BF3D、C2H4與C2H2為什么CH4、NH3與H2O分子中中心原子的雜化軌道的類型都是sp3雜化，但三者的空間構(gòu)型卻大不相同？4.BF3是平面三角形，但NF3卻是三角錐形，試用雜化軌道理論加以說明。[視野了解】第三課時四．配合物理論簡介【實驗】2-1，觀察實驗，填寫P41表格固體哪些溶液呈天藍色實驗說明什么離子無色，什么離子呈天藍色【結(jié)論】呈天藍色的物質(zhì)是水和銅離子，【Cu(H2O)4]2+【思考與交流】1.Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？2.為什么CuSO4?5H2O晶體是藍色而無水CuSO4是白色？【思考】除水外，是否還有其他微粒也是電子對給予體呢？【實驗2-2】現(xiàn)象向硫酸銅水溶液中加入氨水藍色沉淀Cu2++2NH3·H2O==Cu(OH)2↓+2NH4+繼續(xù)加入氨水沉淀溶解，形成深藍色溶液Cu(OH)2+4NH3==[Cu(NH3)4]2++2OH-加入乙醇深藍色的晶體:[Cu(NH3)4]SO4·H2O[Cu(NH3)4]2+離子【實驗2-3】在盛有氯化鐵溶液（或任何含有的Fe3+溶液）的試管中滴加硫氰化鉀（KSCN）溶液現(xiàn)象：生成血紅色溶液原因：生成[Fe(SCN)n]3-n(n=1～6)作用：檢驗或鑒定Fe3+，用于電影特技和魔術(shù)表演配位鍵1．概念：成鍵的兩個原子一方提供孤對電子，一方提供空軌道而形成的共價鍵2.形成條件：一方要有孤對電子，一方要有空軌道注意：①配位鍵是一種特殊的共價鍵②H3O+、NH4+中含有配位鍵③配位鍵與其他共價鍵的性質(zhì)完全相同3.配位鍵的表示方法（二）配位化合物（配合物）1.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(jié)合形成的化合物。說明：配位鍵的強度有大有小，因而有的配合物很穩(wěn)定，有的不穩(wěn)定；②許多過渡元素金屬離子對多種配體具有很強的結(jié)合力，因而過渡金屬配合物遠比主族金屬的配合物多。③含有配位鍵的化合物不一定是配位化合物，如H3O+、NH4+中含有配位鍵2.配合物的組成中心原子：也稱配位體的形成體，一般是帶正電荷的陽離子，主要是過渡金屬的陽離子，但也有中性原子。如：Ni(CO)5、Fe(CO)5中的Ni和Fe都是中性原子配位體：配位體可以是陰離子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位體中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子是必須含有孤對電子的原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子，配位原子常是VA、VIA、VIIA主族元素的原子。③配位數(shù)：與中心離子直接以配位鍵結(jié)合的配位原子個數(shù)④配離子的電荷數(shù)：等于中心離子和配位體總電荷數(shù)的代數(shù)和注意：有些配合物沒有外界：如【Co(NH3)Cl3】，是難電離的物質(zhì)練習書寫：向硝酸銀溶液中逐漸滴加氨水的離子方程式【課后鞏固練習】1.氣態(tài)氯化鋁（Al2Cl6）是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關(guān)系如圖所示，請將下列結(jié)構(gòu)中你認為是配位鍵的斜線上加上箭頭2、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（）A:[Co(NH3)4Cl2]ClB:[Co(NH3)3Cl3]C:[Co(NH3)6]Cl3D:[Co(NH3)5Cl]Cl23、人體內(nèi)血紅蛋白是Fe2+卟林配合物，F(xiàn)e2+與O2結(jié)合形成配合物，而CO與血紅蛋白中的Fe2+也能生成配合物，根據(jù)生活常識，比較說明其配合物的穩(wěn)定性。若發(fā)生CO使人中毒事故，首先該如