年高中化学《物质结构与性质》22分子的立体结构教案 新人教版选修3.docx

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年高中化学《物质结构与性质》22分子的立体结构教案新人教版选修3

分子的立体结构

第一课时

教学目标

1、认识共价分子的多样性和复杂性；

2、初步认识价层电子对互斥模型；

3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；

4、培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。

重点难点

分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构

教学过程

创设问题情境：

1、阅读课本P37-40内容；

2、展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型（或比例模型）；

3、提出问题：

⑴什么是分子的空间结构？

⑵同样三原子分子CO2和H2O，四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？

[讨论交流]

1、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式和结构式；

2、讨论H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键；

3、根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的分子结构。

[模型探究]

由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球辊模型，对照其电子式云哟内分类对比的方法，分析结构不同的原因。

[引导交流]

引导学生得出由于中心原子的孤对电子占有一定的空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。

——引出价层电子对互斥模型（VSEPRmodels）

[讲解分析]价层电子对互斥模型

把分子分成两大类：

一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。

如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。

它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下：

ABn

立体结构

范例

n=2

直线型

CO2

n=3

平面三角形

CH2O

n=4

正四面体型

CH4

另一类是中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。

如

H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。

因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。

（如图）课本P40。

[应用反馈]

应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。

进一步认识多原子分子的立体结构。

化学式

中心原子含有孤对电子对数

中心原子结合的原子数

空间构型

H2S

2

2

V形

NH2-

2

2

V形

BF3

0

3

正三角形

CHCl3

0

4

四面体

SiF4

0

4

正四面体

补充练习：

1、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）

A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl4

2、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）

A、H2OB、CO2C、C2H2D、P4

3、写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式，并指出它们分子中的键角分别是多少？

（1）直线形

（2）平面三角形

（3）三角锥形

（4）正四面体

4、下列分子中，各原子均处于同一平面上的是（）

A、NH3B、CCl4C、H2OD、CH2O

5、下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是（）

A、CO2B、PCl3C、CCl4D、NO2

6、下列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是（）

A、XeO4B、BeCl2C、CH4D、PCl3

7、为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。

这种模型把分子分成两类：

一类是；另一类是。

BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是，NF3的中心原子是；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是

。

8、用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。

BeCl2；SCl2；SO32-；SF6

参考答案：

1、D2、BC3、

（1）CO2、CS2、HCN键角180°

（2）BF3、BCl3、SO3、CH2O键角60°（3）NH3、PCl3键角107.3°（4）CH4、CCl4键角109°28′

4、CD5、D6、D7、中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上有孤对电子BNBF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对为成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形

8、直线形V形三角锥正八面体

第二章分子结构与性质

第二节分子的立体结构

第2课时

教学目标

1．认识杂化轨道理论的要点

2．进一步了解有机化合物中碳的成键特征

3．能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型

4．采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

5．培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力

教学重点

杂化轨道理论的要点

教学难点

分子的立体结构，杂化轨道理论

[展示甲烷的分子模型]

[创设问题情景]

碳的价电子构型是什么样的？

甲烷的分子模型表明是空间正四面体，分子中的C—H键是等同的，键角是109°28′。

说明什么？

[结论]

碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。

师：

碳原子的价电子构型2s22p2，是由一个2s轨道和三个2p轨道组成的，为什么有这四个相同的轨道呢？

为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。

板：

三、杂化轨道理论

1、杂化的概念：

在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。

[思考与交流]

甲烷分子的轨道是如何形成的呢？

形成甲烷分子时，中心原子的2s和2px，2py，2pz等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。

根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化轨道外，还有sp2杂化和sp杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。

[讨论交流]：

应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。

化学式

杂化轨道数

杂化轨道类型

分子结构

CH4

C2H4

BF3

CH2O

C2H2

[总结评价]：

引导学生分析、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

[讨论]：

怎样判断有几个轨道参与了杂化？

（提示：

原子个数）

[结论]：

中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子数之和，就是杂化轨道数。

[讨论总结]：

三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为180°的直线型杂化轨道，SP2杂化轨道为120°的平面三角形，SP3杂化轨道为109°28′的正四面体构型。

[科学探究]：

课本42页

[小结]：

HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个σ键和2π键；CH2O中含有3σ键和1个π键

补充练习：

1、下列分子中心原子是sp2杂化的是（）

APBr3BCH4CBF3DH2O

2、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

BCH4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

Csp3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

3、用Pauling的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、下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（）

Asp杂化轨道的夹角最大

Bsp2杂化轨道的夹角最大

Csp3杂化轨道的夹角最大

Dsp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等

5、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

6、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-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

7、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

8、为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′而是104.5°？

参考答案：

1~5CCDABD

6、直线；V型；三角锥形；正四面体

7、sp杂化，直线；

sp2杂化，三角形；

sp3杂化，V型；

sp3杂化，三角锥形

8、因为H2O分子中中心原子不是单纯用2p轨道与H原子轨道成键，所以键角不是90°；O原子在成键的同时进行了sp3杂化,用其中2个含未成对电子的杂化轨道与2个H原子的1s轨道成键，2个含孤对电子的杂化轨道对成键电子对的排斥的结果使键角不是109°28′，而是104.5°。

第二章分子结构与性质

第二节分子的立体结构

第三课时

教学目标

4．配位键、配位化合物的概念

5．配位键、配位化合物的表示方法

3．采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

4．培养学生分析、归纳、综合的能力

教学重点

配位键、配位化合物的概念

教学难点

配位键、配位化合物的概念

教学过程

[创设问题情景]

什么是配位键？

配位键如何表示？

配位化合物的概念？

学生阅读教材，然后讨论交流。

1、配位键

（1）概念

共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。

（2）表示

AB

电子对给予体电子对接受体

（3）条件：

其中一个原子必须提供孤对电子。

另一原子必须能接受孤对电子轨道。

[提问]举出含有配位键的离子或分子

举例：

H3O+

NH4+

[过渡]什么是配位化合物呢？

[讲解]金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为配合物。

[过渡]配位化合物如何命名？

[讲解]硫酸四氨合铜

[学生练习命名]

[Cu（NH3）4]Cl2

K3[Fe（SCN）6]

Na3[AlF6]

[小结]

本节主要讲述了配位键和配位化合物。

[练习]

1、铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类，应含有（）

A、离子键和共价键

B、离子键和配位键

C、配位键和共价键

D、离子键

2、下列属于配合物的是（）

A、NH4ClB、Na2CO3.10H2O

C、CuSO4.5H2OD、Co（NH3）6Cl3

3、下列分子或离子中，能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是（）

H2O

NH3

F—

CN—

CO

A、

B、

C、

D、

4、配合物在许多方面有着广泛的应用。

下列叙述不正确的是（）

A、以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用。

B、Fe2+的卟啉配合物是输送O2的血红素。

C、[Ag（NH3）2]+是化学镀银的有效成分。

D、向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸锌溶液中的Cu2+。

5．下列微粒：

①H3O+②NH4+③CH3COO-④NH3⑤CH4中含有配位键的是（）

A、①②B、①③C、④⑤D、②④

6．亚硝酸根NO2-作为配体，有两种方式。

其一是氮原子提供孤对电子与中心原子配位；另一是氧原子提供孤对电子与中心原子配位。

前者称为硝基，后者称为亚硝酸根。

[Co（NH3）5NO2]Cl2就有两种存在形式，试画出这两种形式的配离子的结构式。