分子的空間結(jié)構(gòu)(第1課時(shí))教案高中化學(xué)新蘇教版選擇性必修2（2022年）

1、 4.1分子的空間結(jié)構(gòu)(第1課時(shí))1、了解雜化軌道理論，能從微觀角度理解中心原子的雜化軌道類型對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響；2、掌握中心原子雜化軌道類型的判斷方法，建立分子空間結(jié)構(gòu)分析的思維模型。重點(diǎn) 從微觀角度理解中心原子的雜化軌道類型對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響難點(diǎn) 從微觀角度理解中心原子的雜化軌道類型對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響講授法、討論法PPT、視頻、相關(guān)的球棍模型【展示】甲烷球棍模型【問】為什么甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形而不是正方形？請(qǐng)寫出碳原子和氫原子的電子排布圖【生】獨(dú)立完成碳原子和氫原子的電子排布圖【展示】碳原子的2s、2p軌道圖、氫原子的1s軌道圖?！局v述】甲烷的4個(gè)C H單鍵都應(yīng)該是鍵，碳原

2、子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p 軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷分子。為了解除這個(gè)疑問，鮑勃提出了雜化軌道理論。【展示】美國(guó)化學(xué)家鮑林照片【講述】鮑林在化學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域都有過(guò)重大貢獻(xiàn)，曾兩次榮獲諾貝爾獎(jiǎng)（1954年化學(xué)獎(jiǎng)，1962年和平獎(jiǎng)）。鮑林系統(tǒng)地研究了化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者的關(guān)系，于1931年提出了雜化軌道理論。他在化學(xué)研究中創(chuàng)造性地提出了許多新的概念。例如，原子的共價(jià)半徑、金屬半徑、離子半徑、元素電負(fù)性標(biāo)度等，這些概念的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代化學(xué)、凝聚態(tài)物理的發(fā)展都有重要的意義。鮑林還是分子生物學(xué)的奠基人之一?！菊故尽肯?/p>

3、關(guān)動(dòng)畫和圖片【講述】在形成CH4分子的過(guò)程中，碳原子2s軌道上的1個(gè)電子進(jìn)入2p空軌道。這樣，1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道“混合”起來(lái)，形成能量相等、成分相同的4個(gè)sp3雜化軌道。碳原子的4個(gè)sp3雜化軌道指向正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)軌道上都有一個(gè)未成對(duì)電子。甲烷分子中碳原子的4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)相同的C-H 鍵，呈正四面體形。甲烷分子中CH鍵之間的夾角鍵角都是10928。雜化理論簡(jiǎn)介【講述】1.概念：外界條件下，能量相近的原子軌道混雜起來(lái)，重新組合新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化，雜化后的新軌道就稱為雜化軌道。2.要點(diǎn)：（1）參與雜化的原子軌道能量相近（同一

4、能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）（2）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； 雜化改變了原子軌道的形狀、方向，成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊。（3）雜化后的軌道之間盡可能遠(yuǎn)離，在空間取最大夾角分布，能使相互間排斥力最小?！締枴克伎迹弘s化前后的不變與變【生】不變：原子軌道的數(shù)目變：軌道的成分、能量、形狀、方向【講述】更有利于成鍵：軌道成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊，滿足最小排斥，最大夾角分布。雜化后形成的化學(xué)鍵更穩(wěn)定；雜化軌道只用于形成鍵和容納孤電子對(duì)?！菊故尽緾Cl4、NH4+的空間結(jié)構(gòu)圖?！局v述】正四面體結(jié)構(gòu)的分子或離子的中心原子，一般采用sp3雜化軌道形成共價(jià)鍵，如CCl

5、4、NH4+等。金剛石中的碳原子、晶體硅和石英（SiO2）晶體中的硅原子也是采用sp3雜化軌道形成共價(jià)鍵的?！菊故尽緽F3分子的結(jié)構(gòu)示意圖【問】嘗試應(yīng)用雜化軌道理論解析BF3分子的結(jié)構(gòu)?！旧慨嫵鯞原子的電子排布圖?！菊故尽緽原子sp2的過(guò)程動(dòng)畫和圖片【講述】在形成BF3分子的過(guò)程中，碳原子2s軌道上的1個(gè)電子進(jìn)入2p空軌道。這樣，1個(gè)2s軌道和2個(gè)2p軌道“混合”起來(lái)，形成能量相等、成分相同的3個(gè)sp2雜化軌道?！菊故尽縮p2雜化軌道的形成過(guò)程動(dòng)畫【講述】sp2雜化：1個(gè)s 軌道與2個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化， 形成3個(gè)sp2 雜化軌道。每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有 1/3 s

6、 軌道和 2/3 p 軌道的成分每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為120，呈平面三角形?！菊故尽侩s化后的B原子與氟原子成鍵圖片【講述】BF3是平面正三角形分子，F(xiàn)原子位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，B原子位于分子中心，分子中鍵角均為120。【展示】BeCl2分子的結(jié)構(gòu)示意圖【問】嘗試應(yīng)用雜化軌道理論解析BeCl2分子的結(jié)構(gòu)?！旧慨嫵鯞e原子的電子排布圖?！菊故尽緽e原子sp的過(guò)程動(dòng)畫和圖片【講述】在形成BeCl2分子的過(guò)程中，碳原子2s軌道上的1個(gè)電子進(jìn)入2p空軌道。這樣，1個(gè)2s軌道和1個(gè)2p軌道“混合”起來(lái)，形成能量相等、成分相同的2個(gè)sp雜化軌道?！菊故尽空故緎p雜化軌道的形成過(guò)程動(dòng)畫【講述】 sp 雜化：

7、1個(gè)s 軌道與1個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化， 形成2個(gè)sp雜化軌道。sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2 s 軌道和1/2 p 軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為180，呈直線形。sp、sp2兩種雜化形式中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成鍵，而雜化軌道只用于形成鍵或者用來(lái)容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。應(yīng)用雜化軌道理論解釋多中心原子的結(jié)構(gòu)【問】已知:乙烯是平面分子，鍵角為120o，分子中含有碳碳雙鍵。 如何來(lái)確定中心原子C的雜化類型呢？【生】乙烯 中心原子C的sp2雜化【展示】乙烯碳原子雜化過(guò)程動(dòng)畫及視頻【問】乙炔是直線形分子，鍵角為180，分子中含有碳碳三鍵。乙炔分子的碳原子采用什么雜化？它的雜化

8、軌道用于形成什么化學(xué)鍵？怎么理解它存在碳碳三鍵？【生】乙炔 中心原子C的sp雜化【展示】乙炔碳原子雜化過(guò)程動(dòng)畫及視頻【課堂小結(jié)】師生一起回顧和總結(jié)。雜化軌道類型及分子的空間結(jié)構(gòu) 雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化軌道的數(shù)目234雜化軌道間的夾間結(jié)構(gòu)名稱直線形平面三角形正四面體形實(shí)例CO2、C2H2BF3、CH2OCH4、CCl41判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)1.價(jià)電子對(duì)之間的夾角越小，排斥力越小。 ()2.NH3分子的VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)不一致。()3.五原子分子的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形。()4.雜化軌道與參與雜化的原子軌道的數(shù)目相同，但能量不同。()5.凡是中心原子采取s