第二节分子的立体结构

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第二节分子的立体结构第一课时

教学目标：

（一）知识、技能：

1、认识共价分子结构的多样性和复杂性，

2、能用键能、键长、键角理论等说明简单分子的空间结构。 3、能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。（二）能力、方法：

1、训练学生探究性学习的能力；

2、引导学生学会在观察的基础上，运用抽象思维，归纳、总结科学规律，训练学生通过科学抽象来研究问题的方法。（三）情感、态度与价值观：

1、对学生进行“结构决定性质”，“现象与本质”等辨证唯物主义观点的教育，培养学生实事求是的科学态度。 2、培养学生合作、共享的学习态度。教学重点、难点：

1、分子的立体结构； 2、价层电子对互斥模型。探究建议：

1、运用分子的立体模型进行研究；

2、紧扣“结构决定性质”这一科学原理，研究分子的立体构型与分子内部结构的关系。教学过程：

第一部分：认识分子的立体结构

[讲述] 我们知道许多分子都具有一定的空间结构，如：CO2分子是直线型，H2O分子是V字型，CH4分子是正四面体型，等等。是什么原因导致了分子的空间结构不同？这节课，我们将一起来研究分子的立体结构。

[板书] 第二节分子的立体结构

一、形形色色的分子

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[投影] 形形色色的分子

[讲述]大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中的原子的空间关系问题，这就是所谓“分子的立体结构”。

第二部分：探究性学习，研究分子的构型与分子内部结构的关系。

[提出问题]：

（1）、同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？（2）、同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？

[引导学生探究]：（1）写出H、C、N、O等原子的电子式：原子电子式可形成共用电子对数 [学生思考、交流]

[引导学生探究]：（2）写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：

分子电子式结构式中心原子有无孤对电子空间结构

CO2 H2O NH3 CH2O CH4 H C N O 2

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[引导学生归纳、小结]：（3）小结：

代表物 CO2 中心原子无孤对电子 CH2O CH4 中心原子有孤对电子

[点评]通过我们的探究和归纳，我们发现分子构型与分子内部结构存在密切的联系，这在化学上称为“价层电子对互斥模型”。

[板书]二、价层电子对互斥模型（VSEPR模型） [讲述]这种模型把分子分成以下两大类：

一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：

ABn 立体结构范例 n=2 直线型 C02 n=3 平面三角形 CH20 n=4 正四面体型 CH4

[讲解]价层电子对互斥模型认为，它们之所以有这样的立体结构是由于分子中的价电子对相互排斥的结果。

[板书]1、中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子构型是分子中的价电子对相互排斥的结果。

[讲解]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，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。例如，H20和NH3的中心原子分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三

H2O NH3 中心原子结合的原子数 2 3 4 2 3 分子类型 AB2 AB3 AB4 AB2 AB3 空间构型 3

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角锥形。

[板书]2、中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。

[思考与交流]：（4）应用反馈：用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构。

化学式 HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SICl4 CHCl3 NH4+ SO42－中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型第三部分：运用所学知识解决实际问题

1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图：呈V型，键角116.5o。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：

1、臭氧与氧气的关系是；

2．下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是；

a、 H2O b、CO2 c、SO2 d、BeCl2

3．分子中某1原子有1对没有跟其它原子共用电子叫孤对电子，那么O3分子有 _______对孤对电子。

4．O3分子是否为极性分子（是or否）。

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[参考答案]：1．同素异形体，因为氧气和臭氧是同一元素形成的不同的单质。

2．C 3．5 4．是

[作业]

第二课时

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，杂化轨道理论教学过程：

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。板书：

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]

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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 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 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]：

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杂化轨道数杂化轨道类型分子结构 6

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三种杂化轨道的轨道形状：SP杂化形成夹角为180°的直线型杂化轨

道，SP2 杂化形成三个夹角为120°的平面三角形，SP3杂化形成夹角为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2个π键；CH2O中含有3个σ键和1个π键练习：

1、下列分子中心原子是sp2杂化的是

A 、 PBr3 B、 CH4 C、 BF3 D、 H2O 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 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 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

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

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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-、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°？

第三课时

教学目标

1、配位键、配位化合物的概念 2、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。

ClO- ClO2- ClO3- ClO4- 全新课标理念，优质课程资源

1、配位键 ⑴概念