分子的空間結(jié)構(gòu)(第二課時(shí))雜化軌道理論高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

分子的空間結(jié)構(gòu)—雜化軌道理論人教版高中化學(xué)選擇性必修二（2019年版）：第二章第二節(jié)雜化軌道理論平衡應(yīng)用如何解釋分子的空間結(jié)構(gòu)？知識(shí)回顧平衡應(yīng)用環(huán)節(jié)一：復(fù)習(xí)舊知，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題【課堂活動(dòng)】寫(xiě)出碳原子的價(jià)層電子排布式和軌道表達(dá)式，并用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)甲烷的空間構(gòu)型。C:2s22p2正四面體構(gòu)型2s2p共價(jià)鍵的飽和性CH2鍵角90°為了解決這些矛盾，美國(guó)著名化學(xué)家鮑林提出了雜化軌道理論。鮑林——美國(guó)著名化學(xué)家，1954年因在化學(xué)鍵方面的工作獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，1962年因反對(duì)核彈在地面測(cè)試的行動(dòng)獲得諾貝爾和平獎(jiǎng)。鮑林在探索化學(xué)鍵理論時(shí)，遇到了甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)的解釋問(wèn)題。為了解釋甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，說(shuō)明碳原子四個(gè)鍵的等價(jià)性，鮑林在1928-1931年，提出雜化軌道理論。平衡應(yīng)用環(huán)節(jié)二：提出理論，解決問(wèn)題2s2p基態(tài)激發(fā)雜化在這個(gè)過(guò)程中有1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道參與了雜化，因次我們把這個(gè)雜化過(guò)程稱(chēng)為sp3雜化，所形成的雜化軌道稱(chēng)為sp3雜化軌道。2s2p激發(fā)態(tài)sp3雜化軌道雜化態(tài)【課堂活動(dòng)】小組合作用橡皮泥模擬sp3雜化軌道的形成過(guò)程。思考在該過(guò)程中發(fā)生了哪些改變？又有哪些保持不變？環(huán)節(jié)二：提出理論，解決問(wèn)題雜化成鍵雜化前后軌道的成分、能量、形狀、方向發(fā)生改變，原子軌道的數(shù)目不變。環(huán)節(jié)二：提出理論，解決問(wèn)題雜化軌道理論的要點(diǎn)1、原子軌道的雜化，只有形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。2、只有中心原子才發(fā)生雜化，結(jié)合原子不發(fā)生雜化。3、只有能量相近的原子軌道才能發(fā)生雜化。4、雜化前后軌道的成分、能量、形狀、方向發(fā)生改變，原子軌道數(shù)目不變。知識(shí)回顧環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律在學(xué)習(xí)價(jià)層電子對(duì)互斥模型時(shí)，知道H2O和NH3的VSEPR模型跟CH4一樣，也是正四面體形，因此它們的中心原子也是采取sp3雜化。所不同的是，氨分子的氮原子的sp3雜化軌道中有1個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù)，水分子的氧原子的sp3雜化軌道中有2個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù)。空間結(jié)構(gòu)：V形鍵角：105°空間結(jié)構(gòu)：三角錐形鍵角：107°空間結(jié)構(gòu)：正四面體形鍵角：109°28‘環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律NH3

空間結(jié)構(gòu)：三角錐形

鍵角：107°雜化氮原子的3個(gè)sp3雜化軌道與3個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊形成3個(gè)N-Hσ鍵，其中1個(gè)sp3雜化軌道中占有孤電子對(duì)。2s2p基態(tài)sp3雜化軌道sp3雜化態(tài)【課堂活動(dòng)】模仿NH3的中心原子N的雜化和成鍵過(guò)程，嘗試用雜化軌道理論來(lái)解釋H2O的空間結(jié)構(gòu)。環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律H2O空間結(jié)構(gòu)：V形

鍵角：105°雜化2s2p基態(tài)sp3雜化軌道sp3雜化態(tài)[規(guī)律1]中心原子的雜化軌道數(shù)目等于價(jià)層電子對(duì)數(shù)環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律常見(jiàn)雜化類(lèi)型：sp3、sp2、sp環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道數(shù)目雜化軌道類(lèi)型雜化軌道構(gòu)型VSEPR模型22sp直線形直線形33sp2平面三角形平面三角形44sp3四面體形四面體形[規(guī)律2]

雜化軌道數(shù)目、價(jià)層電子對(duì)數(shù)、雜化軌道類(lèi)型、雜化軌道構(gòu)型、VSEPR模型之間的關(guān)系。環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律雜化軌道理論與VSEPR模型聯(lián)用價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道數(shù)目VSEPR模型雜化軌道理論分子的空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)解釋環(huán)節(jié)三：結(jié)合實(shí)例，發(fā)現(xiàn)規(guī)律【課堂活動(dòng)】應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論，確認(rèn)BF3的空間結(jié)構(gòu)，以及中心原子的雜化軌道類(lèi)型，并分析雜化過(guò)程。分子中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)BF3BF3

雜化類(lèi)型：sp2雜化2s2p基態(tài)激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)雜化2psp2雜化軌道雜化態(tài)3sp2雜化平面三角形平衡應(yīng)用環(huán)節(jié)四：學(xué)以致用，鞏固提升【課堂活動(dòng)】已知乙烯是平面分子，鍵角為120°，分子中含有碳碳雙鍵。如何用雜化軌道理論解釋它的空間結(jié)構(gòu)？分子中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類(lèi)型CH2=CH2乙烯中心原子C的sp2雜化2s2p基態(tài)激發(fā)雜化2s2p激發(fā)態(tài)2psp2雜化軌道雜化態(tài)0+3=3sp2雜化平衡應(yīng)用環(huán)節(jié)四：學(xué)以致用，鞏固提升【課堂活動(dòng)】已知乙炔是直線形分子，鍵角為180°，分子中含有碳碳三鍵。如何用雜化軌道理論解釋它的空間結(jié)構(gòu)？分子中心原子上的孤對(duì)電子數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類(lèi)型乙炔中心原子C的sp2雜化2s2p基態(tài)激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)雜化sp雜化軌道雜化態(tài)2p0+2=2sp雜化知識(shí)回顧平衡建立平衡應(yīng)用