分子构型与物质的性质

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分子构型与物质的性质

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来源莲山
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教学时间 第二十周   月2日     本模块第22课时
教学
课题 专题 专题4分子空间结构与物质性质
 单元 第一单元分子构型与物质的性质
 节题              第一课时分子的空间构型
教学目标 知识与技能 1、初步认识分子空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念。
2、了解杂化轨道的类型,并能用杂化轨道理论判断分子的空间构型。
 过程与方法 认识分子空间构型与极性的关系,能运用有关理论预测分子的极性
 情感态度
与价值观 培养学生科学的世界观和实事求是的科学态度,激发学生探索未知世界的兴趣。
教学重点 能用杂化轨道理论判断分子的空间构型
教学难点 杂化轨道
教学方法 探究讲练结合
教学准备 

 教师主导活动 学生主体活动
 [引入]观察下表,谈谈你的看法:
 
一、 分子空间构型
1.杂化:杂化是指原子在相互结合成键过程中,原来能量接近的原子轨道要重新混合,形成新的原子轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化。所形成的新的轨道叫杂化轨道。
2.杂化的过程:
形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
3.杂化结果:(CH4为例)
① 4个SP3杂化轨道
②电子间相互排斥,使4个轨道指向最远的距离(正四面体4个顶点)。

P68
讨论后口答




程 教师主导活动 学生主体活动
 4.杂化轨道的类型
⑴sp     1个s轨道1个p轨道杂化
当中心原子取sp杂化轨道时,形成直线形的骨架结构,中心原子上有一对垂直于分子骨架的未参与杂化的p轨道。例如CO2中的碳原子、H-C≡N:中的碳原子、BeF2分子中的铍原子等等都是SP杂化。
⑵sp2         1个s轨道2个p轨道杂化
BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3、烯烃>C=C<结构中的中心原子都是以sp2杂化的。以sp2杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp2  -骨架的未参与杂化的p轨道,如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠,并填入电子,就会形成π键。
⑶sp3     一个2s轨道与三个2p轨道的杂化 
 如CH4、CCl4、NH4+、CH3Cl、NH3、H2O等等都采取sp3杂化。
小结:杂化轨道的特点
1.形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
2.原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生,孤立的原子是不可能发生杂化的
3.杂化轨道的数目杂化前后轨道数目不变。
4.杂化后轨道伸展方向,形状发生改变。
5.只有能量相近的轨道才能杂化(2S2P)
6.杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理→杂化轨道间的夹角→分子空间构型
7.杂化轨道的角度部分一头大,一头小,成键时利用大的一头,可以使轨道重叠程度更大,从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成键能力。
8.杂化轨道所形成的化学键全部为σ键. 
理解
 
观察理解

讨论
板书 一、 分子空间构型
1、杂化定义:            2、杂化过程:
3、杂化结果:            4、杂化轨道的类型: 小结:杂化轨道的特点
 
[课后练习]
一、选择题
1.最早提出轨道杂化理论的是                                               (    ) A.美国的路易斯        B.英国的海特勒   C.美国的鲍林      D.法国的洪特
2.下列关于杂化轨道理论的说法不正确的是                                  (    )
A.原子中能量相近的某些轨道,在成键时,能重新组合成能量相等的新轨道
B.轨道数目杂化前后可以相等,也可以不等
C.杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D.杂化轨道可分等性杂化轨道和不等性杂化轨道
3.用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.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
5.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  D.sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角相等
6.乙烯分子中含有4个C—H和1个C=C双键,6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是                                            (    )
A.每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化,形成两个sp杂化轨道
B.每个C原子的1个2s轨道与2个2p轨道杂化,形成3个sp2杂化轨道
C.每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化,形成4个sp3杂化轨道
D.每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道,1个价电子占据1个2p轨道
7.下列分子中心原子是sp2杂化的是                                        (    )
A.H2S         B.CH4             C.BF3       D.H2O
8.下列含碳化合物中,碳原子发生了sp3杂化的是                             (    )
A.CH4           B.CH2=CH2            C.CH≡CH       D. 
9.已知次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,下列有关说法正确的是             (    )
A.O原子发生sp杂化        B.O原子与H、Cl都形成σ键
C.该分子为直线型分子           D.该分子的电子式是H︰O︰Cl
10.对SO2与CO2说法正确的是                                            (    )
A.都是直线形结构      B.中心原子都采取sp杂化轨道
C.S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
11.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是                           (    )
A.CO2与SO2        B.CH4与NH3         C.BeCl2与BF3       D.C2H2与C2H4
12.(06高考广东)研究发现,烯烃在合适催化剂作用下可双键断裂,两端基团重新组合为新的烯烃。若CH2=C(CH3)CH2CH3与CH2=CHCH2CH3的混合物发生该类反应,则新生成的烯烃中共平面的碳原子数可能为                                       (    )
   A.2,3,4  B.3,4,5  C.4,5,6  D.5,6,7 
二、填空题
13.在外界条件的影响下,原子内部                               的过程叫做轨道杂化,组合后形成的新的、                    的一组原子轨道,叫杂化轨道。
14.甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个      轨道和三个        轨道重新组合而成的,这中杂化叫                  。
15.ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO 4-中Cl都是以sp3杂化轨道与O原子成键的,试推测下列微粒的立体结构
微粒 ClO- ClO2- ClO3- ClO4-
立体结构    
16.根据杂化轨道理论,请预测下列分子或离子的几何构型:
CO2                 , CO32-                  ;
H2S                 , PH3                  。
17. 回忆课上所学,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    

 
一、选择题
 
14. 2s、2p、sp3
15.直线、V形、三角锥形、正四面体形、

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