《2-2分子的立体构型第2课时》教案1

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1、第二节分子的立体构型第二课时学习目标：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。导学提纲：1.（自学、讨论）鲍林提出杂化轨道理论的目的是什么？什么是杂化轨道？提出杂化轨道理论的目的：合理解释分子的空间构型。在形成多原子分子的过程屮，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.（自学、讨论）甲烷分子的轨道是如何形成的？当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s$Ji：S^Q3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不

2、变，去卩得到4个柜同的轨道，夹角109°28S称为印3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道^3个p轨道杂化形成的。当碳原子跟4个氢原子结合时,碳原子以4个sp3杂化轨道分另時4个氢原子的Is轨道重鼠形成4个C-Ho键，因此呈正四面体的分子构型。3.（思考、讨论）阅读教材1）心仞并查阅相关资料，请思考：轨道进行杂化时，轨道的数量、能量、以及在空间的分布（形状）是否发生了变化？如果变化，又是如何改变的？请分别以sp、spsp'杂化轨道为例说明。轨道进行杂化时，轨道的数量没有发生改变，但轨道的能量、以及在空间的分布（形状）均发生了变化。sp杂化：同一原子中ns-

3、np杂化成新轨道：一个s轨道和一个p轨道杂化组合成两个新的sp杂化轨道。杂化轨道间的夹角为180°,分子的儿何构型为直线形。sp?杂化：同一个原子的一个ns轨道与两个np轨道进行杂化组合为3个sp?杂化轨道。杂化轨道间的夹角为120%分子的几何构型为平面正三角形。sp嗪化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得至也个相同的sp3杂化轨道。杂化轨道间的夹角为109°28分子的空间正四面体或V型、三角锥型。4.（思考、讨论）怎样判断有儿个轨道参与了杂化？中心原子杂化轨道的类型与价层电子对互斥理论（VSEPR）中的“价层电子对”有何对应关系？中心原子上的价层电子对为

4、2、3、4、5、6时，该中心原子形成的分别是什么样的杂化轨道？中心原子的孤电子对数与相连的其他原子数Z和（即：孤电子对数+。键电子对），就是杂化轨道数。杂化轨道数也就是中心原子价层电子对数。【练一练】j分子或离子\CO2S02h2onh4+.—1co广11-f1屮心原子价层电子对数:2344j3Ji!杂化轨道类型■spsp23sp3sp2spi•分子或离子SO广BFsCH.1h：q+1PC15j-:1屮心原子价层电子对数•4344*51•杂化轨道类型113sp■■■•••■」2sp1;3sp3sp…一「一一一一一1sp3dj!1.（思考、讨论）任何情况下轨

5、道都可以发生杂化吗？应用杂化轨道理论时应注意什么？⑴朵化只有在形成分子时才会发生；⑵能量相近的轨道方可发生杂化；⑶杂化轨道成键时满足最小排斥原理，从而决定键角；⑷杂化轨道只用来形成。键或容纳孤对电子，未参与杂化的P轨道方可用于形成n键。2.（思考、讨论）水、甲烷、氨气中心原子均为杂化，为什么甲烷的键为109。28’？水的键角为105°?氨气的为107°?凡属于VESPR模型的的分子中心原子A都采取sp?杂化类型。CH4xNH»H:O等。其中像CH这类与中心原子键合旳是同一种原子，因此分子呈高度对称的正四面体构型，其中的4个sp3杂化软道自然沒有差别，这种杂化类

6、型叫做等性杂化。而像NH；、H】O这类物质的中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的G键或孤对电子〉这个的4个杂化轨道显然有差别，叫做不筌性杂优。甲烷无孤对电子,键角为109。28,、而氨和水分子的键角分别为107°和105。。在描述分子几何构型时，不包括孤对电子，故甲烷分子为正凹面体：氨分子为三角锥形而水分子则为弯曲形。排斥力：孤-孤＞孤-共〉共-共。3.（思考、讨论）已知有机化合物屮的碳原子的轨道全部是杂化轨道类型。你如何理解CH,、CJI4、C2H2、GHe的分子构型？又如何理解烷绘的碳链形状是锯齿形，而不是直线型？乙烯分子中的碳原子的原子轨道采用sp

7、，杂化。其中两个碳原子间各用一个sp；杂化轨道形成。键，用两个SP；杂化轨道与氢原子形成。總，两个碳原子各用一个未参加杂化的2p原子轨道形成兀键。苯环分子中的碳原子的原子轨道采用了sp：杂化。每个碳原子上的三个sp：杂化轨道分别与两个相邻的碳原子和一个氢原子形成三个0键笄形成六碳环，每个碳原子上的未杂化2p轨道采用"肩并肩"的方式重惡形成大兀键。k匸诞的形成使苯环上的所用原子处于同一平面，且结构稳定。因为烷怪中的C原子均为sp，杂化，所以烷坯的碳链刑状是锯齿形，而不是直线型。