学案第二章第二节分子的立体结构

第二节分子的立体结构（学案）【学习目标】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；理解价层电子对互斥模型和分子空间构型间的关系。4、认识杂化轨道理论的要点5、进一步了解有机化合物中碳的成键特征6、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型7、进一步增强分析、归纳、综合的能力和空间想象能力【重点知识】：分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型、杂化轨道理论模型预测分子的立体结构。【回顾思考】1举例说明什么叫化学式？2举例说明什么叫结构式？3举例说明什么是结构简式？4举例说明什么是电子式？5举例说明什么价电子？（第一课时）一、形形色色的分子【阅读课本】认真阅读课本35到37页“二、价层电子对互斥理论”处。在阅读过程中勾出你认为重要的句子、词语、规律等，如发现新问题请写在课本中相应地方。认真读图2-8、2-9、2-10、2-11、2-12和36页的知识卡片等去认识分子的多样性，自己动手制作几种分子的模型体验分子的空间构型。然后思考下列问题。【阅读思考1】完成下表化学式结构式键角分子的立体构型备注CO2H2OCH2ONH3CH4P41、原子数相同的分子，它们的空间结构相同吗？2、请你利用身边的易得材料参照课本35、36页内容制作CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型（或比例模型）；并用书面用语描述它们的分子构型。3、你如何理解分子的空间结构？4、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式；5、观察上述分子的电子式，分析H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键，你知道原因吗？6、如何计算分子中中心原子的价层电子对？（成σ键电子对、未成键电子对）二、价层电子对互斥理论【阅读课本】认真阅读课本37到39页“三、杂化轨道理论简介”处。在阅读过程中勾出你认为重要的句子、词语、规律等，如发现新问题请写在课本中相应地方。认真读图2-15、表2-4、2-5，对比价层电子对互斥模型和分子构型。然后思考下列思考问题。【阅读思考2】1、中心原子：指出下列分子的中心原子：H2OCO2NH3CH4BF3CH2O2、价层电子对：（1）根据上表中分子的电子式，指出下列分子里中心原子的价层电子对数目：H2OCO2NH3CH4BF3CH2O（2）根据你对价层电子对现有的知识，价层电子对可分为哪几类？如果计算？（二）认识VSEPR模型1、VSEPR模型（用于预测分子的立体构型）结合CH4、CH2O的立体结构的球棍模型理解VSEPR模型（重点是从键角的角度理解价层电子对的相互排斥）【思考】VSEPR模型和分子的空间构型一样吗？2、分类第一类：中心原子的价层电子对全部为成键电子对。如：CH4CO2等。价层电子对的排斥力：价层电子对相同，排斥力相同；价层电子对不同，叁键＞双键＞单键判断方法：分子的立体结构ABnσ键电子对数立体结构范例2直线型CO23平面三角形CH2O4正四面体型CH4【拓展】σ键电子对数为5、6时又是怎样的呢？第二类：中心原子的价层电子对中除了成键电子对，还有孤对电子对。如：H2O、NH3等排斥力：孤对电子对与孤对电子对＞孤对电子对与成键电子对＞成键电子对与成键电子对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H2S22NH2-22PH313【总结】根据中心原子的孤对电子对的数目及中心原子结合的原子数目确定微粒的空间构型。分子或离子中心原子的孤对电子对分子或离子的价层电子对数VSEPR模型VSEPR模型名称分子或离子的立体构型分子或离子立体构型的名称CO2BeCl2BF3BCl3SO2CH4CCl4NH3PH3H2OH2SPCl5SF6【拓展】分析下列离子的空间构型I3–、ICl2–、ClO3–、ClO4–、SO42–、SO32–、CO32–、PO43–、NO3–、NH4+、NO2、【内化练习】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？（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【课后作业】1、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。2、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（第二课时）三、杂化轨道理论简介【阅读课本】认真阅读课本39到41页“思考与交流”处。在阅读过程中勾出你认为重要的句子、词语、规律等，如发现新问题请写在课本中相应地方。认真读图2-16、图2-17，表2-6。然后思考下列思考问题。【阅读思考1】1、碳的价电子构型是什么样的？2、碳原子只有两个未成对电子，为什么能形成四个价键？甲烷分子中的四个C—H键为何是全等的？键角为何是109°28′？3、人们基于什么目的提出了杂化轨道理论？4、什么叫杂化？什么叫杂化轨道？5、轨道杂化有哪些主要类型？6、杂化前后原子轨道的数目、形状、空间伸展方向有何异同？【注意】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。2、杂化后原子轨道的数目不增不减，但轨道形状和空间伸展方向均发生了变化。【应用】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。【例题】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【思考与交流】怎样判断有几个轨道参与了杂化？【总结】三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为°的直线型杂化轨道，SP2杂化轨道为°的平面三角形，SP3杂化轨道为°′的正四面体构型。【内化练习】1、下列分子中心原子是sp2杂化的是（）A、PBr3B、CH4C、BF3D、H2O2、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为（）A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子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、用VSEPR理论判断物质成键电子对数孤电子对数分子或离子的形状中心原子的轨道杂化类型H2ONH4+BF3H3O+【课后作业】1、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2、有关苯分子中的化学键描述正确的是A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个σ键D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成σ键3、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，PH34、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）四、配合物理论简介【阅读课本】认真阅读课本41到44页。在阅读过程中勾出你认为重要的句子、词语、规律等，如发现新问题请写在课本中相应地方。认真读图2-18、图2-20，图2-21，图2-20。然后思考下列思考问题。【阅读思考1】1、什么是配位键？配位键如何表示？2、配位键的形成条件是什么？3、试举出含有配位键的常见粒子2个。4、配位化合物的概念？5、配位化合物的结构特点是什么？6、配位化合物如何命名？7、配位化合物在水溶液中电离时有何特点？【注意】1、配位化合物的结构2、配位化合物的命名【巩固练习】分析下列配合物的结构，并对其进行命名[Cu(NH3)4]Cl2K3[Fe(SCN)6]Na3[AlF6]【强化练习】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、Na2CO3·10H2OC、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。