2019-2020年高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.2 分子的立體結(jié)構(gòu)教案 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.2 分子的立體結(jié)構(gòu)教案 新人教版選修3 課題：第二節(jié)　分子的立體結(jié)構(gòu)（1） 授課班級 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1、認(rèn)識共價(jià)分子的多樣性和復(fù)雜性 2、初步認(rèn)識價(jià)層電子對互斥模型； 3、能用VSEPR模型預(yù)測簡單分子或離子的立體結(jié)構(gòu)； 過程 與 方法 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和空間想象能力 重 點(diǎn) 分子的立體結(jié)構(gòu)；利用價(jià)層電子對互斥模型預(yù)測分子的立體結(jié)構(gòu) 難 點(diǎn) 價(jià)層電子對互斥理論 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) 一、形形色色的分子 1、三原子分子立體結(jié)構(gòu)：有直線形C02 、CS2等，V形如H2O、S02等。 2、四原子分子立體結(jié)構(gòu)：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角錐形：如氨分子等。 3、五原子分子立體結(jié)構(gòu)：正四面體形如甲烷、P4等。 4、測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。 二、價(jià)層電子對互斥模型 1、價(jià)層電子互斥模型 2、價(jià)層電子對互斥理論：對ABn型的分子或離子，中心原子A價(jià)層電子對（包括用于形成共價(jià)鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低。 3、價(jià)層電子對互斥模型： (1)、中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵：分子中的價(jià)電子對相互排斥的結(jié)果 (2)、中心原子上有孤對電子：孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥，使分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 4、 價(jià)層電子對互斥理論的應(yīng)用 (1)確定中心原子A價(jià)層電子對數(shù)目 (2) 價(jià)電子對數(shù)計(jì)算方法 (3)確定價(jià)層電子對的空間構(gòu)型 (4) 分子空間構(gòu)型確定 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [復(fù)習(xí)]共價(jià)鍵的三個(gè)參數(shù)。 [過渡]我們知道許多分子都具有一定的空間結(jié)構(gòu)，如：……，是什么原因?qū)е铝朔肿拥目臻g結(jié)構(gòu)不同，與共價(jià)鍵的三個(gè)參數(shù)有什么關(guān)系？我們開始研究分子的立體結(jié)構(gòu)。 [板書]第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) 一、形形色色的分子 [講]大多數(shù)分子是由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的，于是就有了分子中的原子的空間關(guān)系問題，這就是所謂“分子的立體結(jié)構(gòu)”。例如，三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有直線形和V形兩種。如C02分子呈直線形，而H20分子呈V形，兩個(gè)H—O鍵的鍵角為105。 [投影] [板書]1、三原子分子立體結(jié)構(gòu)：有直線形C02 、CS2等，V形如H2O、S02等。 [講]大多數(shù)四原子分子采取平面三角形和三角錐形兩種立體結(jié)構(gòu)。例如，甲醛(CH20)分子呈平面三角形，鍵角約120；氨分子呈三角錐形，鍵角107。 [投影] [板書]2、四原子分子立體結(jié)構(gòu)：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角錐形：如氨分子等。 [講]五原子分子的可能立體結(jié)構(gòu)更多，最常見的是正四面體形，如甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)是正四面體形，鍵角為10928。 [投影] [板書]3、五原子分子立體結(jié)構(gòu)：正四面體形如甲烷、P4等。 [講] 分子世界是如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收,常使人流連忘返. 分子的立體結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性有關(guān)。例如，S8分子像頂皇冠，如果把其中一個(gè)向上的硫原子倒轉(zhuǎn)向下，盡管也可以存在，卻不如皇冠式穩(wěn)定；又如，椅式C6H12比船式穩(wěn)定。 [投影] [設(shè)問]分子的空間結(jié)構(gòu)我們看不見，那么科學(xué)家是怎樣測定的呢？ ［投影］ [閱讀]科學(xué)視野—分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測定的？ 肉眼不能看到分子，那么，科學(xué)家是怎樣知道分子的形狀的呢?早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測，如今，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。 分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型。當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計(jì)算機(jī)模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個(gè)化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)。 ［講］分子中原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型。當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計(jì)算機(jī)模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個(gè)化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的，結(jié)合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)。 [板書]4、測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。 [過渡]C02和H20都是三原子分子，為什么CO2呈直線形而H20呈V形?CH20和NH3都是四原子分子，為什么CH20呈平面三角形而NH3呈三角錐形?為了探究其原因，發(fā)展了許多結(jié)構(gòu)理論。 [板書]二、價(jià)層電子對互斥模型 ［講］在1940年，希吉維克（Sidgwick）和坡維爾（Powell）在總結(jié)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上提出了一種簡單的理論模型，用以預(yù)測簡單分子或離子的立體結(jié)構(gòu)。這種理論模型后經(jīng)吉列斯比（R.J,Gillespie）和尼霍爾姆（Nyholm）在20世紀(jì)50年代加以發(fā)展，定名為價(jià)層電子對互斥模型，簡稱VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。 ［板書］1、價(jià)層電子互斥模型 ［講］分子的空間構(gòu)型與成鍵原子的價(jià)電子有關(guān)。價(jià)層電子對互斥模型可以用來預(yù)測分子的立體結(jié)構(gòu)。 ［講］應(yīng)用這種理論模型，分子中的價(jià)電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)，由于相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠(yuǎn)離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間構(gòu)型。 ［問］價(jià)電子對間的斥力又是怎么樣的呢？ ［投影小結(jié)］價(jià)電子對之間的斥力 1、電子對之間的夾角越小，排斥力越大。 2、由于成鍵電子對受兩個(gè)原子核的吸引，所以電子云比較緊縮，而孤對電子只受到中心原子的吸引，電子云比較“肥大”，對鄰近電子對的斥力較大，所以電子對之間的斥力大小順序如下：孤電子對—孤電子對>孤電子對—成鍵電子>成鍵電子—成鍵電子 3、由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子數(shù)多，所以其斥力大小次序?yàn)槿I>雙鍵>單鍵 [講]價(jià)層電子對互斥模型認(rèn)為，它們之所以有這樣的立體結(jié)構(gòu)是由于分子中的價(jià)電子對相互排斥的結(jié)果。 [板書] 2、價(jià)層電子對互斥理論：對ABn型的分子或離子，中心原子A價(jià)層電子對（包括用于形成共價(jià)鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低。 [講]這種模型把分子分成以下兩大類：一類是中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，在這類分子中，由于價(jià)層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠(yuǎn)離，成鍵原子的幾何構(gòu)型總是采取電子對排斥最小的那種結(jié)構(gòu)。它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測，概括如下： [板書] 3、價(jià)層電子對互斥模型： (1)、中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵：分子中的價(jià)電子對相互排斥的結(jié)果 ［投影］ ABn 立體結(jié)構(gòu) 范例 n=2 直線型 C02、BeCl2 n=3 平面三角形 CH20、BF3 n=4 正四面體型 CH4、CCl4 n=5 三角雙錐形 PCl5 n=6 正八面體形 SF6 [講]另一類是中心原子上有孤對電子(未用于形成共價(jià)鍵的電子對)的分子，如H2O和NH3，對于這類分子，首先建立四面體模型，每個(gè)鍵占據(jù)一個(gè)方向（多重鍵只占據(jù)一個(gè)方向），孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H20和NH3的中心原子上分別有2對和l對孤對電子，跟中心原子周圍的σ鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H：O分子呈V形，NH3分子呈三角錐形。 [投影] [板書](2)、中心原子上有孤對電子：孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥，使分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。 [思考與交流]用VSEPR模型預(yù)測下列分子或離子的立體結(jié)構(gòu)。 [匯報(bào)] 直線型價(jià)電子都用于成鍵，同CO2；空間正四面體；三角錐型； V型；空間正三角型。 ［講］利用價(jià)層電子對互斥理論時(shí)，首先要根據(jù)原子的最外層電子數(shù)，判斷中心原子上有沒有孤對電子，然后再根據(jù)中心原子結(jié)合的原子的數(shù)目，就可以判斷分子的空間構(gòu)型 ［板書］4、 價(jià)層電子對互斥理論的應(yīng)用 ［講］推斷分子或離子的空間構(gòu)型的具體步驟 ［板書］(1)確定中心原子A價(jià)層電子對數(shù)目 ［講］中心原子A的價(jià)電子數(shù)與配體X提供共用的電子數(shù)之和的一半，即中心原子A價(jià)層電子對數(shù)目。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意： ［投影小結(jié)］(1)氧族元素原子作為配位原子時(shí)，可認(rèn)為不提供電子，但作為中心原子時(shí)可認(rèn)為它所提供所有的6個(gè)價(jià)電子 (2) 如果討論的是離子，則應(yīng)加上或減去與離子電荷相應(yīng)的電子數(shù)。如PO43-中P原子價(jià)層電子數(shù)就加上3，而NH4＋ 中N原子的價(jià)層電子數(shù)應(yīng)減去1 (3) 如果價(jià)層電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)電子，可把這個(gè)單電子當(dāng)作電子對來看待 ［板書］(2) 價(jià)電子對數(shù)計(jì)算方法 ［講］對于ABm型分子(A為中心原子，B為配位原子)，分子的價(jià)電子對數(shù)可以通過下式確定 ［投影］ n = ［板書］(3)確定價(jià)層電子對的空間構(gòu)型 ［講］由于價(jià)層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可的相互遠(yuǎn)離。價(jià)層電子對的空間構(gòu)型與價(jià)層電子對數(shù)目的關(guān)系： ［投影］價(jià)層電子對數(shù)目與價(jià)層電子對構(gòu)型關(guān)系 價(jià)層電子對數(shù)目 2 3 4 5 6 價(jià)層電子對構(gòu)型 直線 三角形 四面體 三角雙錐 八面體 ［板書］(4) 分子空間構(gòu)型確定 ［講］根據(jù)分子中成鍵電子對數(shù)和孤對電子數(shù)，可以確定相應(yīng)的穩(wěn)定的分子幾何構(gòu)型。 ［思考與交流］請應(yīng)用VESPR理論，判斷下列粒子構(gòu)型：CH4 、ClO3― 、PCl5 ［講］在CH4 中，C 有4個(gè)電子，4個(gè)H 提供4個(gè)電子，C 的價(jià)層電子總數(shù)為8個(gè)，價(jià)層電子對為4對 。C 的價(jià)層電子對的排布為正四面體，由于價(jià)層電子對全部是成鍵電子對，因此 CH4 的空間構(gòu)型為正四面體。 在ClO3― 中，Cl 有7個(gè)價(jià)電子，O不提供電子，再加上得到的1個(gè)電子，價(jià)層電子總數(shù)為8個(gè)，價(jià)層電子對為4對。Cl的價(jià)層電子對的排布為四面體，四面體的 3 個(gè)頂角被3個(gè)O占據(jù)，余下的一個(gè)頂角被孤對電子占據(jù)，因此 為三角錐形。 在 PCl5 中，P 有5個(gè)價(jià)電子，5 個(gè)Cl分別提供1個(gè)電子，中心原子共有5對價(jià)層電子對，價(jià)層電子對的空間排布方式為三角雙錐，由于中心原子的價(jià)層電子對全部是成鍵電子對，因此PCl5 的空間構(gòu)型為三角雙錐形。 ［講］利用價(jià)層電子對互斥理論，可以預(yù)測大多數(shù)主族元素的原子所形成的共價(jià)化合物分子或離子的空間構(gòu)型 ［投影小結(jié)］ [小結(jié)] 價(jià)層電子對互斥模型對少數(shù)化合物判斷不準(zhǔn)，不能適用于過渡金屬化合物，除非金屬具有全滿、半滿或全空的d軌道。根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論：分子的立體結(jié)構(gòu)是由于分子中的價(jià)電子對相互排斥的結(jié)果，其規(guī)律如下： ［投影］ 分子類型 中心原子 空間構(gòu)型 AB2 有孤對電子 V型 無孤對電子 直線形 AB3 有孤對電子 三角錐形 無孤對電子 平面三角形 AB4 無孤對電子 四面體形 ［隨堂練習(xí)］ 1、用VSEPR模型預(yù)測，下列分子形狀與H2O相似，都為V型的是 A.OF2 B.BeCl2 C.SO2 D.CO2 2、用VSEPR模型預(yù)測，下列分子中鍵角不是1200的是 A．C2H2 B．C6H6 C．BF3 D．NH3 3、根據(jù)價(jià)電子對互斥理論,判斷H3O+的空間結(jié)構(gòu)式 A.三角錐形 B.正四面體 C.平面正三角形 D.變形四面體 教學(xué)回顧： 課題：第二節(jié)　分子的立體結(jié)構(gòu)（2） 授課班級 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1.認(rèn)識雜化軌道理論的要點(diǎn) 2.進(jìn)一步了解有機(jī)化合物中碳的成鍵特征 3.能根據(jù)雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型 過程 與 方法 1、采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進(jìn)行教學(xué) 2、培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、綜合的能力和空間想象能力 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 重 點(diǎn) 雜化軌道理論的要點(diǎn) 難 點(diǎn) 雜化軌道理論 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 三、雜化軌道理論簡介 1、雜化的概念：在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的軌道，這個(gè)過程叫做軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫雜化軌道。 2、雜化軌道的類型： (1) sp3雜化：1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道會發(fā)生混雜，得到4個(gè)相同的軌道，夾角10928′，稱為sp3雜化軌道。 空間結(jié)構(gòu)：空間正四面體或V型、三角錐型。 (2) sp2雜化：同一個(gè)原子的一個(gè) ns 軌道與兩個(gè) np 軌道進(jìn)行雜化組合為 sp2 雜化軌道。 sp2 雜化軌道間的夾角是120，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形。 (3) sp 雜化：同一原子中 ns-np 雜化成新軌道：一個(gè) s 軌道和一個(gè) p 軌道雜化組合成兩個(gè)新的 sp 雜化軌道。 sp雜化：夾角為180的直線形雜化軌道， 3、AB m雜化類型的判斷 公式：電子對數(shù)n= 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [復(fù)習(xí)]共價(jià)鍵類型：σ、π鍵，價(jià)層電子對互斥模型。 [質(zhì)疑] 我們已經(jīng)知道，甲烷分子呈正四面體形結(jié)構(gòu)，它的4個(gè)C--H鍵的鍵長相同，H—C--H的鍵角為109～28。按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C--H單鍵都應(yīng)該是π鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的ls原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。為什么？ ［講］碳原子具有四個(gè)完全相同的軌道與四個(gè)氫原子的電子云重疊成鍵。 ［引入］碳原子的價(jià)電子構(gòu)型2s22p2，是由一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道組成的，為什么有這四個(gè)相同的軌道呢？為了解釋這個(gè)構(gòu)型Pauling提出了雜化軌道理論。 [板書]三、雜化軌道理論簡介 1、雜化的概念：在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的軌道，這個(gè)過程叫做軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫雜化軌道。 [講]雜化軌道理論是一種價(jià)鍵理論，是鮑林為了解釋分子的立體結(jié)構(gòu)提出的。為了解決甲烷分子四面體構(gòu)型，鮑林提出了雜化軌道理論，它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個(gè)氫原子形成甲烷分子時(shí)，碳原子的2s軌道和3個(gè)2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時(shí)保持軌道總數(shù)不變，卻得到4個(gè)相同的軌道，夾角10928′，稱為sp3雜化軌道，表示這4個(gè)軌道是由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的。當(dāng)碳原子跟4個(gè)氫原子結(jié)合時(shí)，碳原子以4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的ls軌道重疊，形成4個(gè)C--Hσ鍵，因此呈正四面體的分子構(gòu)型。 ［投影］ ［講］雜化軌道理論認(rèn)為：在形成分子時(shí)，通常存在激發(fā)、雜化、軌道重疊等過程。但應(yīng)注意，原子軌道的雜化，只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。同時(shí)只有能量相近的原子軌道才能發(fā)生雜化，而1s軌道與2p軌道由于能量相差較大，它是不能發(fā)生雜化的。 ［講］我們需要格外注意的是，雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對電子剩余的p軌道可以形成π鍵 [投影] sp3雜化軌道 [板書]2、雜化軌道的類型： (1) sp3雜化：1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道會發(fā)生混雜，得到4個(gè)相同的軌道，夾角10928′，稱為sp3雜化軌道。 [講]價(jià)層電子對互斥模型時(shí)我們知道，H20和NH3的VSEPR模型跟甲烷分子一樣，也是四面體形的，因此它們的中心原子也是采取sp3雜化的。所不同的是，水分子的氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)是由孤對電子占據(jù)的，而氨分子的氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)由孤對電子占據(jù)。 [板書]空間結(jié)構(gòu)：空間正四面體或V型、三角錐型。 ［講］凡屬于VESPR模型的AY4的分子中心原子A都采取sp3 雜化類型。例如CH4、NH3、H2O等。其中像CH4這類與中心原子鍵合的是同一種原子，因此分子呈高度對稱的正四面體構(gòu)型，其中的4個(gè)sp3雜化軌道自然沒有差別，這種雜化類型叫做等性雜化。而像NH3、H2O這類物質(zhì)的中心原子的4個(gè)sp3雜化軌道用于構(gòu)建不同的σ鍵或孤對電子，這個(gè)的4個(gè)雜化軌道顯然有差別，叫做不等性雜化， [講]除sp3雜化軌道外，還有sp雜化軌道和sp2雜化軌道。sp2雜化軌道由1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道雜化而得。 [板書] (2) sp2雜化：同一個(gè)原子的一個(gè) ns 軌道與兩個(gè) np 軌道進(jìn)行雜化組合為 sp2 雜化軌道。 ［投影］ [板書] sp2 雜化軌道間的夾角是120，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形。 [投影] [講]應(yīng)當(dāng)注意的是，雜化過程中還有未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵，而雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤對電子。而沒有填充電子的空軌道一般都不參與雜化。 ［講］乙烯分子中的碳原子的原子軌道采用sp2雜化。其中兩個(gè)碳原子間各用一個(gè)sp2雜化軌道形成σ鍵，用兩個(gè)sp2雜化軌道與氫原子形成σ鍵，兩個(gè)碳原子各用一個(gè)未參加雜化的2p原子軌道形成Π鍵。 ［投影］ ［講］苯環(huán)分子中的碳原子的原子軌道采用了sp2雜化。每個(gè)碳原子上的三個(gè)sp2雜化軌道分別與兩個(gè)相鄰的碳原子和一個(gè)氫原子形成三個(gè)σ鍵并形成六碳環(huán)，每個(gè)碳原子上的未雜化2p軌道采用“肩并肩”的方式重疊形成大Π鍵。大Π鍵的形成使苯環(huán)上的所用原子處于同一平面，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 ［投影］ ［講］sp雜化軌道由1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化而得 [板書] (3) sp 雜化：同一原子中 ns-np 雜化成新軌道：一個(gè) s 軌道和一個(gè) p 軌道雜化組合成兩個(gè)新的 sp 雜化軌道。 ［投影］ [板書]sp雜化：夾角為180的直線形雜化軌道， ［投影］ ［講］雜化軌道成鍵時(shí)，要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理，鍵與鍵間的排斥力大小決定于鍵的方向，即決定于雜化軌道間的夾角。由于鍵角越大化學(xué)鍵之間的排斥能越小，對sp雜化來說，當(dāng)鍵角為180時(shí)，其排拆力最小，所以sp雜化軌道成鍵時(shí)分子呈直線形；對sp2雜化來說，當(dāng)鍵角為120時(shí)，其排斥力最小，所以sp2雜化軌道成鍵時(shí)，分子呈平面三角形。由于雜化軌道類型不同，雜化軌道夾角也不相同，其成鍵時(shí)鍵角也不相同，故雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。 ［講］為了清晰的表示出成鍵電子和孤對電子，更有利的解釋物質(zhì)空間構(gòu)型的關(guān)系，我們引入了路易斯式。路易斯結(jié)構(gòu)式是用短線表示鍵合電子，小黑點(diǎn)表示未鍵合的價(jià)電子的結(jié)構(gòu)式。 [投影] [科學(xué)探究]1、寫出HCN分子和CH20分子的路易斯結(jié)構(gòu)式。 2．用VSEPR模型對HCN分子和CH2O分子的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(用立體結(jié)構(gòu)模型表示) 3．寫出HCN分子和CH20分子的中心原子的雜化類型。 4．分析HCN分子和CH2O分子中的π鍵。 [匯報(bào)]1、 2、直線型 平面三角型 3、sp雜化 sp2雜化 4、HCN分子中有2個(gè)σ鍵和2個(gè)Π鍵，即C-H和C-N之間各有一個(gè)σ鍵，另外C-N之間有兩個(gè)Π鍵。甲醛分子中C-H之間有2個(gè)σ鍵，C-O之間有1個(gè)σ鍵和1個(gè)Π鍵 ［板書］3、AB m雜化類型的判斷 公式：電子對數(shù) n= ［講］在上述公式使用時(shí)，電荷為正值時(shí)，取負(fù)號，電荷為負(fù)值時(shí)，取正號。當(dāng)配位原子為氧原子或硫原子時(shí)，成鍵電子數(shù)為零。 ［投影小結(jié)］ 電子對數(shù)n 2 3 4 雜化類型 sp Sp2 Sp3 ［講］例如，SO2 電子對數(shù)為(6+0)/2=3,為sp2雜化。 ［小結(jié)］無論是價(jià)層電子對互斥理論還是雜化軌道理論，我們都是為了合理的解釋分子的空間構(gòu)型， ［投影］ 雜化類型 雜化軌道數(shù)目 雜化軌道間的夾角 空間構(gòu)型 實(shí)例 Sp 2 180 直線 BeCl2 Sp2 3 120 平面三角形 BF3 Sp3 4 10928′ 四面體形 CH4 教學(xué)回顧： 課題：第二節(jié)　分子的立體結(jié)構(gòu)（3） 授課班級 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1、配位鍵、配位化合物的概念 2、配位鍵、配位化合物的表示方法 過程 與 方法 1、采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進(jìn)行教學(xué) 2、培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、綜合的能力 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 重 點(diǎn) 配位鍵、配位化合物的概念 難 點(diǎn) 配合物理論 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 四、配合物理論簡介 1、配位鍵 （1）定義：“電子對給予—接受鍵”被稱為配位鍵。一方提供孤對電子；一方有空軌道，接受孤對電子。如：[Cu(H20)2＋]、NH4＋中存在配位鍵。 （2）成鍵粒子：原子 （3）成鍵性質(zhì)：共用電子對對兩原子的電性作用 （4）成鍵條件：形成配位鍵的一方是能夠提供孤對電子的原子，另一方是具有能夠接受孤對電子的空軌道原子。 （5）配位鍵的表示方法：A→B（表明共用電子對由A原子提供而形成配位鍵） 2、配合物 （1）定義：通常把金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物。 （2）配合物的組成 中心原子：配合物的中心原子一般都是帶正電的陽離子，過渡金屬離子最常見。 配位體：可以是陰離子，也可以是中性分子，配位體中直接同中心原子配合的原子叫配位原子，配位原子必須是含有孤對電子的原子。 配位數(shù)：直接同中心原子配位的原子的數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。 配離子的電荷數(shù)：配離子的電荷數(shù)等于中心離子和配位體的總電荷數(shù)的代數(shù)和。 3、配合物的形成： Cu2＋+2NH3H2O=Cu（OH）2↓+2NH4＋ Cu（OH）2+4 NH3H2O=[Cu（NH3）4]2＋+2OH－+4H2O [Cu（NH3）4]2＋深藍(lán)色 4、配合物的性質(zhì)　 （1）配合物溶于水后難電離 （2）配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) ［引入］我們在了解了價(jià)層電子互斥理論和雜化軌道理論后，我們再來學(xué)習(xí)一類特殊的化合物，配合物 [板書]四、配合物理論簡介 [實(shí)驗(yàn)2-1]將表中的少量固體溶于足量的水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并填寫表格。 ［投影］ 固體 CuSO4白色 CuCl22H2O綠色 CuBr2深褐色　 NaCl　白色 K2SO4白色　 KBr　白色 哪些溶液呈天藍(lán)色 天藍(lán)色 天藍(lán)色 天藍(lán)色 無色 無色 無色 實(shí)驗(yàn)說明什么離子呈天藍(lán)色，什么離子沒有顏色 可知Na＋、K＋、Cl―、Br―、SO42－等離子無色。而Cu2＋在水溶液中有顏色 [講]上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)是水合銅離子，可表示為[Cu(H20)2＋]，叫做四水合銅離子。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子提供孤對電子對給予銅離子，銅離子接受水分子的孤對電子形成的，這類“電子對給予—接受鍵”被稱為配位鍵。 ［投影］ Cu OH2 H2O H2O H2O 2+ [板書]1、配位鍵 （1）定義：“電子對給予—接受鍵”被稱為配位鍵。一方提供孤對電子；一方有空軌道，接受孤對電子。如：[Cu(H20)2＋]、NH4＋中存在配位鍵。 ［講］配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，但形成配位鍵的共用電子對由一方提供而不是由雙方共同提供的。 ［板書］（2）成鍵粒子：原子 （3）成鍵性質(zhì)：共用電子對對兩原子的電性作用 （4）成鍵條件：形成配位鍵的一方是能夠提供孤對電子的原子，另一方是具有能夠接受孤對電子的空軌道原子。 （5）配位鍵的表示方法：A→B（表明共用電子對由A原子提供而形成配位鍵） [講]存在配位鍵的物質(zhì)有很多，比如我們常見的NH4＋、H3O＋、SO42－、P2O5、Fe（SCN）3、血紅蛋白等等。通常把金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。 [板書]2、配合物 （1）定義：通常把金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物。 [講]已知配合物的品種超過數(shù)百萬，是一個(gè)龐大的化合物家族。 ［板書］（2）配合物的組成 中心原子：配合物的中心原子一般都是帶正電的陽離子，過渡金屬離子最常見。 配位體：可以是陰離子，也可以是中性分子，配位體中直接同中心原子配合的原子叫配位原子，配位原子必須是含有孤對電子的原子。 配位數(shù)：直接同中心原子配位的原子的數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。 配離子的電荷數(shù)：配離子的電荷數(shù)等于中心離子和配位體的總電荷數(shù)的代數(shù)和。 ［投影］ ［講］如：[Co(NH3)5Cl]Cl2 這種配合物，其配位體有兩種：NH3、Cl-，配位數(shù)為5+1=6。 ［講］配合物的命名，關(guān)鍵在于配合物內(nèi)界（即配離子）的命名。命名順序：自右向左：配位體數(shù)（即配位體右下角的數(shù)字）——配位體名稱——“合”字或“絡(luò)”字——中心離子的名稱——中心離子的化合價(jià)。例如[Zn(NH3)2]SO4讀作硫酸二氨合鋅 [實(shí)驗(yàn)2－2]向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液；若加入極性較小的溶劑(如乙醇)，將析出深藍(lán)色的晶體。 ［投影］ [問題]有誰上黑版寫出有關(guān)的化學(xué)方程式？ [板書]3、配合物的形成： Cu2＋+2NH3H2O=Cu（OH）2↓+2NH4＋ Cu（OH）2+4 NH3H2O=[Cu（NH3）4]2＋+2OH－+4H2O [Cu（NH3）4]2＋深藍(lán)色 [講]在[Cu（NH3）4]2＋里，NH3分子的氮原子給出孤對電子對，Cu2＋接受電子對，以配位鍵形成了[Cu（NH3）4]2＋ ［投影］ 2+ Cu NH3 H3N NH3 NH3 ［板書］4、配合物的性質(zhì)　 （1）配合物溶于水后難電離 ［講］配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界的配體離子和分子通常不能電離。 [魔術(shù)表演]向黑板上懸掛的一副人物素描圖象上噴灑一無色溶液，結(jié)果眼眶中流出了血淚 [實(shí)驗(yàn)2-3]向盛有氯化鐵溶液(或任何含F(xiàn)e3＋的溶液)的試管中滴加1滴硫氰化鉀(KSCN)溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 [實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]看到試管里溶液的顏色跟血液極為相似。 [講]這種顏色是三價(jià)鐵離子跟硫氰酸根(SCN—)離子形成的配離子。利用該離子的顏色，可鑒定溶液中存在Fe3＋；又由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。 [講]配位鍵的強(qiáng)度有大有小，因而有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定。許多過渡金屬離子對多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，是因?yàn)檫^渡金屬原子或離子都有接受孤對電子的空軌道，對多種配體具有較強(qiáng)的結(jié)合力，因而，過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。 ［板書］（2）配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。 [投影]科學(xué)視野：已知的配合物種類繁多，新的配合物由于紛繁復(fù)雜的有機(jī)物配體而層出不窮，使得無機(jī)化合物的品種迅速增長。葉綠素、血紅素和維生素B12都是配合物，它們的配體大同小異，是一種稱為卟啉的大環(huán)有機(jī)物，而中心離子分別是鎂離子、亞鐵離子和鈷離子。圖2—25是葉綠素的結(jié)構(gòu)示意圖： [實(shí)踐活動(dòng)]用計(jì)算機(jī)軟件Chemsketch制作分子立體模型。 練習(xí)1、制作甲烷分子的立體結(jié)構(gòu)模型 步驟：(1)在程序第一個(gè)界面“Chemsketch Window” (化學(xué)作圖視窗)上(當(dāng)界面上的三個(gè)圖標(biāo)處于白色背景的狀態(tài)時(shí))用鼠標(biāo)做一次點(diǎn)擊，界面上呈現(xiàn)“CH4”； (2)點(diǎn)擊視窗左下角的“Copy to 3D”，進(jìn)入該程序的第二個(gè)界面“ACD／3D”(三維模型視窗)，出現(xiàn)一個(gè)球； (3)點(diǎn)擊該界面上的圖標(biāo)，得到甲烷的立體結(jié)構(gòu)模型； (4)用鼠標(biāo)點(diǎn)住模型移動(dòng)，模型將隨之旋轉(zhuǎn)； (5)點(diǎn)擊圖標(biāo)，模型會自動(dòng)旋轉(zhuǎn)； (6)點(diǎn)擊圖標(biāo)之一，模型一邊旋轉(zhuǎn)，一邊將變換成不同顯示形式。再次點(diǎn)擊圖標(biāo)，圖形停止轉(zhuǎn)動(dòng)； (7)點(diǎn)擊左下角“C11ernsr返回第一個(gè)界面，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)圖，直至界面清空。 練習(xí)2、制作水分子的立體結(jié)構(gòu)模型 步驟：(1)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左側(cè)的圖標(biāo)“O”，使該圖標(biāo)變?yōu)榘咨尘?，在界面上點(diǎn)擊一次，出現(xiàn)“H2O”； (2)重復(fù)練習(xí)l的(2)一(7)的操作。 練習(xí)3、制作氨分子結(jié)構(gòu)模型 步驟：(1)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左側(cè)的圖標(biāo)“N”，使該圖標(biāo)變?yōu)榘咨尘?，在界面上點(diǎn)擊一次，出現(xiàn)“NH3”； (2)重復(fù)練習(xí)l的(2)一(7)的操作。 練習(xí)4、制作二氧化碳分子結(jié)構(gòu)模型 步驟：(1)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左側(cè)的圖標(biāo)“C”，使該圖標(biāo)變?yōu)榘咨尘埃诮缑嫱咙c(diǎn)擊一次，出現(xiàn)“CH4”，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左側(cè)的圖標(biāo)“O”，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)住界面上“CH4”，向任一方向拖拉鼠標(biāo)，圖形變?yōu)椤癈H3一OH”，再用鼠標(biāo)，長住圖形“CH3一OH”中的“CH3向任一方向拖拉鼠標(biāo)，圖形變?yōu)镠OOH，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖形中的“一”， 圖形變?yōu)椤癘 OH”，再次用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖中的“一”，圖形變?yōu)椤癘 O”； (2)重復(fù)練習(xí)1的(2)一(7)的操作。 [小結(jié)]在工業(yè)生產(chǎn)中，配合物的性質(zhì)應(yīng)用于濕法冶金、物質(zhì)的分離和提純、合成功能分子。在定量分析中，用于檢驗(yàn)離子、作隱蔽劑、有機(jī)沉淀劑和萃取分離等。配合物還和生物體內(nèi)許多酶與金屬離子的配合物有關(guān)。 ［隨堂練習(xí)］ 1、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是（ ） A．[Co(NH3)4Cl2]Cl B．[Co(NH3)3Cl3] C．[Co(NH3)6]Cl3 D．[Co(NH3)5Cl]Cl2 2、下列各種說法中錯(cuò)誤的是（ ） A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對電子。 B、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。 C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。 D、共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。 教學(xué)回顧：