霍邱一中高中新课程教学设计分子的立体构型

1霍邱一中高中新课程教学设计课题：分子的立体构型课型：新课课时：2课标要求：认识共价分子的多样性及复杂性，有根据有关理论判断简单分子的构型，能说明简单的配合物，了解“手性分子”在生命科学中的应用。运用模型研究P4、P4O6、P4O10等共价分子的结构及互相联系，并预测其化学性质。了解配位化学的发展及其对现代化学的贡献。教材分析：教材以形形色色的分子例说了分子的多样性及结构的复杂性。引入了价电子互斥理论和杂化轨道理论。进一步论述了键角、杂化方式与分子构型的关系。教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）1、认识分子结构的多样性，以及常见分子构型；2、理解价电子互斥理论；3、了解杂化轨道理念，理解杂化方式；4、了解配键的形成方式；5、通过学习，进一步认识分子结构与键角、成键键型、孤电子对多少、杂化方式的关系，学会探究微观世界的奥秘。教学重难点：1、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；2、分子的立体结构，杂化轨道理论；3、配位键、配位化合物的概念。教学用品：分子模型、视频教学过程：第1课时新课引入[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？新课进行[板书]一、分子结构的多样性[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。[比较发现]由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球辊模型，对照其电子式云进行分类对比的方法，2分析结构不同的原因。[总结]分子的空间结构与键角有关。[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）[板书]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CO2n=3平面三角形CH2On=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、H2O22V形NH2-22V形NH313三角锥形BF303正三角形CHCl304四面体SiF4、SiH404正四面体教学巩固⑴分子结构的多样性——空间构型的不同⑵间构型的规律性——与键角有关⑶价层电子对互斥理论——价电子数与空间构型的关系教学延伸1、常见的共价分子的空间构型2、根据杂化轨道类型判断空间构型，如果碳原子轨道杂化方式不同，构型不同。sp——直线型，如，乙炔分子sp2——平面三角形，如，乙烯、苯分子、甲醛分子等sp3——正四面体，甲烷分子、四氯化碳分子等3、分子构型影响因素⑴键角；⑵杂化方式；3⑶价层电子类型无孤对电子，充分伸展，结构对称（直线型、平面型、正四面体型）有孤对电子，相互排斥，结构变形（V型、三角锥型、四面体型）教学反思补充练习：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、SiCl42、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A、H2OB、CO2C、C2H2D、P43、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？⑴直线形⑵平面三角形⑶三角锥形⑷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、CH2O5、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、NO26、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、PCl37、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-；SF64第2课时[展示甲烷的分子模型][交流与讨论]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？[强调]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。[设问]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？[分析与讲解]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CH4C2H4BF3CH2OC2H2[总结]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CH4C2H4BF3CH2O5C2H2[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。[小结]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键教学巩固1、杂化轨道的杂化类型及杂化方式；2、杂化轨道与空间构型及键角教学延伸简介：N、O、S等原子的杂化方式。教学反思补充练习：1、下列分子中心原子是sp2杂化的是（）APBr3BCH4CBF3DH2O2、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，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，PH38、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6课堂引入[阅读与思考]P41页课本什么是配位键？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⑴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。⑵表示AB电子对给予体电子对接受体⑶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+[设问]什么是配位化合物呢？[讲述]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。教学巩固[小结]本节主要讲述了配位键和配位化合物。教学延伸[设问]配位化合物如何命名？⑴配合物的命名，关键在于配合物内界（即配离子）的命名处于配合物内界的配离子，其命名方法一般依照如下顺序：自右向左是配位体数——配位体的名称[不同配位体名称之间以中圆点（·）分开]—合—中心离子的名称—中心离子的化合价。中心离子的化合价由外界离子电荷/配位体电荷按配合物电荷为零计算得到，在中心离子后面用小括号加罗马数字表示。⑵配合物可看作盐类，若内界是阳离子，外界必是阴离子；若内界是阴离子，外界必是阳离子。可按盐的命名方法命名，自右向左可命名为某酸某或某化某。配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界配位体和中心原子通常不电离。例：[Co（NH3）5Cl]Cl2→[Co（NH3）5Cl]2++2Cl-，有三分之一的Cl不能被电离。[练习命名]⑴[Cu(NH3)4]Cl2⑵K3[Fe(SCN)6]⑶Na3[AlF6][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（）7A、NH4ClB、Na2CO3.10H2OC、CuSO4.5H2OD、Co（NH3）6Cl33、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（）①H2O②NH3③F—④CN—⑤COA、①②B、①②③C、①②④D、①②③④⑤4、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、②④6．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。