《共价键与分子空间构型》学案14(鲁科版选修3).docx

第2节共价键与分子空间构型(第2课时)学习目标：1、 让学生了解几种常见分子的杂化方式以及形成。2、 让学生能用价电子对互斥理论判断分子的空间构型。重点与难点：苯的杂化方式及形成，价电子对互斥理论的应用。教学方法：采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学。复习：sp型杂化杂化方式参与杂化的轨道种类、数目杂化后形成的轨道数目空间构型轨道夹角代表物p1sp2sp3新课预习：1、CH2=CH2中CH之间的夹角，乙烯分子中碳原子用一个轨道和两个轨道进行sp2杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子各用的电子相互配对，形成一个键，每个碳原子的另外分别与两个氢原子的的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的的未成对电子相互配对形成一个键。2、HCCH中CH之间的夹角，碳原子用一个轨道和一个轨道进行sp杂化，得到两个完全相同的杂化轨道。形成乙炔分子时，两个碳原子各用的电子相互配对，形成一个键，每个碳原子的另外分别与一个氢原子的的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的两个未参与杂化的的未成对电子相互配对形成一个键。3、苯使酸性KMnO4褪色，说明是否含双键。碳碳键角，C采用杂化。由此形成的三个在同一平面内。三个分别与两个碳原子、一个氢原子形成键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的，他们均有一个未成对电子。这些轨道垂直于，相互平行，以方式相互重叠，形成一个多电子的键。4、材料确定分子空间构型的简易方法价电子对互斥理论的初步应用分子中的价电子对包括成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。例如，价电子对数目分别为2、3、4时，价电子对的几何分布分别呈直线型、平面三角形、正四面体构型。对于ABm型的分子A是中心原子，B是配位原子。在CH4中，C是中心原子，H是配位原子，分子的价电子对数可以用下式确定：n= 中心原子的价电子对数+每个配位原子提供的价电子对数×m2其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。如果分子中存在孤电子对，由于孤电子对更靠近原子核，它对相邻成键电子对的排斥作用较大，因而使相应的键角变小。练习：用价电子对互斥理论分析BeCl2和BF3的空间构型和杂化方式。课堂探究我们上节课已经学习到，如果知道了原子的杂化方式就可以预测一些简单分子的空间构型，反过来，假设我们知道了分子的空间构型，那么也可以推知原子的杂化方式。下面我们先来看问题组1：CH2=CH2中CH键之间的夹角是多少推测C采用什么方式杂化画出杂化前后C的价电子的轨道表示式。各个杂化轨道分别与哪些轨道重叠成键形成了什么类型的键未杂化的轨道中是否有单电子形成了什么类型的键总结：CH2=CH2中CH之间的夹角，乙烯分子中碳原子用一个轨道和两个轨道进行杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子用轨道上的单电子相互配对，形成一个键，每个碳原子的另外分别与两个氢原子的轨道上的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的轨道上的未成对电子相互配对形成一个键。请同学们用相同的方法探究一下HCCH的形成及杂化方式。问题组2： HCCH中CH与CC键之间的夹角是多少 推测C采用什么方式杂化 各个杂化轨道分别与哪些轨道重叠成键形成了什么类型的键 未杂化的轨道中是否有单电子形成了什么类型的键总结：请同学们再次思考2个问题： sp2杂化轨道是否在同一个平面由此可推知C和与它成键的2个H是否在同一个平面上 两局部CH2是否可以以C=C为轴任意扭转总结：在乙烯中6个原子在同一上；在乙炔中4个原子在同一上。苯的空间构型探究问题组3 在苯环当中碳碳键的键角是多少C采用什么杂化方式 杂化的轨道形成了哪些键6个C和6个H是否在同一平面上 6个C的未参与杂化的P轨道在空间上是什么关系我们已经知道苯不能使酸性KmnO4褪色，说明是否含C=C那么这6个P轨道中的单电子形成了什么键总结：苯使酸性KMnO4褪色，说明是否含双键。碳碳键角，C采用杂化。由此形成的三个杂化轨道在同一平面内。三个分别与两个碳原子、一个氢原子形成键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的，他们均有一个未成对电子。这些轨道垂直于，相互平行，以方式相互重叠，形成一个多电子的键。苯的12个原子都在同一个上。N的价电子排布为2S22P3,3个P轨道各有一个未成对电子，可分别与一个H成键，那么，由于3个2P轨道相互垂直，所形成的N-H键的夹角也应该是90°。但是我们都知道真实的键角是107.3°，这是为什么呢为了解决这一个问题，我们需要引入一个新的理论价电子互斥理论新课预习中材料4问题组4：说明BeCl2、BF3、CCl4哪些是中心原子、哪些是配为原子计算价电子对的公式是什么要注意什么问题当价电子对数分别是1、2、3时，所对应的价电子对的空间构型分别是什么中心原子的杂化方式各是什么价电子对数和中心原子的杂化方式有什么关系计算BeCl2、BF3、CCl4的价电子对数、价电子对的空间构型、中心原子的杂化方式、分子的空间构型。对于这些分子价电子对的空间构型和分子的空间构型有什么关系计算NH3、H2O的价电子对数、价电子对的空间构型、中心原子的杂化方式、分子的空间构型。价电子对的空间构型和分子的空间构型一定相同么为什么这两种分子价电子对的空间构型和分子的空间构型产生了差异判断分子空间构型的一般步骤是什么总结：在形成氨分子时，氮原子的和原子轨道也发生了杂化，生成四个杂化轨道。在所生成的四个Sp3杂化轨道中，有三个轨道各含有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个键，另一个sp3杂化轨道中已有两个电子(孤对电子)，不能再与氢原子形成键了。所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。由于孤电子对的斥力作用较强，所以使得NH3的键角为，小于CH4的109.5°。判断分子空间构型的一般步骤是：本节小结：这节课你学习到了什么课堂练习1、对SO2与CO2说法正确的选项是( ) A都是直线形结构 B中心原子都采取sp杂化轨道 CS原子和C原子上都没有孤对电子 D SO2为V形结构， CO2为直线形结构2、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为A两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。BNH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。CNH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。3、在乙烯分子中有5个键、一个键，它们分别是Asp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键CC-H之间是sp2形成的键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DC-C之间是sp2形成的键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的键4、苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是A分子中不存在键 B分子中存在6电子大键，结构稳定C分子是平面结构 D分子中只存在键通过练习，你还有什么地方不太清楚请写下来。