選修三 第二章 第2節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) 學(xué)案

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第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) 第1課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.會(huì)判斷一些典型分子的立體結(jié)構(gòu)，認(rèn)識分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性，理解價(jià)層電子對互斥模型。 2.通過對典型分子立體結(jié)構(gòu)探究過程，學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、比較、分類及歸納等方法對信息進(jìn)行加工，提高科學(xué)探究能力。 3.通過觀察分子的立體結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，感受化學(xué)世界的奇妙。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：價(jià)層電子對互斥模型 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：能用價(jià)層電子對互斥模型預(yù)測分子的立體結(jié)構(gòu) 學(xué)習(xí)過程： 【溫故知新】 觀察CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的球棍模型（或比例模型），判斷它們的立體構(gòu)型，并思考：為什么它們會(huì)具有這樣的構(gòu)型？ 【學(xué)習(xí)新知】 一、形形色色的分子 【自主學(xué)習(xí)】 請學(xué)生閱讀教材P35相關(guān)內(nèi)容，思考如下問題： （1）分子中所含有的原子個(gè)數(shù)與它們的空間構(gòu)型有何關(guān)系？ （2）同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？同為四原子分子，CH2O與 NH3 分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？ 【思考交流】 試寫出C、H、N、O的電子式，根據(jù)共價(jià)鍵的飽和性討論C、H、N、O的成鍵情況。 原子 H C N O 電子式 可形成共用電子對數(shù) 成鍵情況 【歸納】原子不同，可形成的 數(shù)目不同，共價(jià)鍵的 性不同 寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的電子式和結(jié)構(gòu)式；根據(jù)電子式、結(jié)構(gòu)式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的成鍵情況.分析分子內(nèi)的原子總數(shù)、孤對電子數(shù)及空間結(jié)構(gòu)。 分子 CO2 H2O NH3 CH2O CH4 電子式 結(jié)構(gòu)式 原子總數(shù) 孤對電子數(shù) 空間結(jié)構(gòu) 【歸納】含有同種原子的分子，因?yàn)樵有纬傻? 不同， 不同。 【歸納小結(jié)】分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因： 1、構(gòu)成分子的 總數(shù)不同；2、含有同樣數(shù)目原子的分子的 不同。 【思考交流】觀察閱讀P36彩圖，思考討論：不同的分子為何會(huì)形成不同的鍵角，從而導(dǎo)致不同的結(jié)構(gòu)？ 二、價(jià)層電子對互斥理論： 【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材P37-38內(nèi)容，歸納以下問題： （1）價(jià)層電子對互斥理論怎樣解釋分子的空間構(gòu)型？ （2）什么是價(jià)層電子對？對于ABn型分子如何計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)？ （3）什么是VSEPR模型？如何確定分子的VSEPR模型與空間構(gòu)型？ 1、價(jià)層電子對互斥理論： 由于中心原子的孤對電子占有一定的空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。分子的立體構(gòu)型是 相互排斥的結(jié)果。 分子中 的斥力> 的斥力> 的斥力。由于相互排斥作用,盡可能趨向彼此遠(yuǎn)離，排斥力最小。 2、價(jià)層電子對的計(jì)算：價(jià)層電子對是指 。以ABn型分子為例： 價(jià)層電子對數(shù)=中心原子所成 + 中心原子 數(shù)=n +1/2（a-nb） 注：a為中心原子A價(jià)電子數(shù)，b為配位原子B最多能接受的電子數(shù)，n即為分子式中的n值，即配位原子的個(gè)數(shù)。 求算陰、陽離子中價(jià)層電子對數(shù)時(shí)，應(yīng)分別相應(yīng) 或 離子所帶電荷數(shù)。 3、VSEPR模型： 【思考交流】如何應(yīng)用價(jià)層電子對數(shù)確定VSEPR模型及空間構(gòu)型？完成下表，總結(jié)規(guī)律。 A的電子對數(shù) 成鍵電子對數(shù) 孤對電子對數(shù) VSEPR幾何構(gòu)型 實(shí)例 實(shí)例構(gòu)型 2 2 0 CO2 3 3 0 CH2O 2 1 SO2 4 0 CH4 3 1 NH3 2 2 H2O 6 0 SF6 4 2 XeF4 【歸納】 4、對于ABn型分子空間結(jié)構(gòu)確定的一般步驟為： （1）確定中心原子（A）的價(jià)層電子對數(shù)； （2）根據(jù)計(jì)算結(jié)果找出理想的VSEPR模型； （3）去掉孤電子對，得到分子真實(shí)的空間構(gòu)型。 【反饋練習(xí)】課本P39思考與交流 【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】 1、下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是 （ ） A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl4 2、下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線型分子的是 （ ） A、 H2O B、CO2 C、C2H2 D、P4 3、寫出你所知道的分子具有以下形狀的物質(zhì)的化學(xué)式，并指出它們分子中的鍵角分別是多少？ （1） 直線形 （2） 平面三角形 （3） 三角錐形 （4） 正四面體 4、下列分子中，各原子均處于同一平面上的是 （ ） A、NH3 B、CCl4 C、H2O D、CH2O 5、下列分子的結(jié)構(gòu)中，原子的最外層電子不都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是（ ） A、CO2 B、PCl3 C、CCl4 D、NO2 6、下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤對電子的是 （ ） A、XeO4 B、BeCl2 C、CH4 D、PCl3 7、為了解釋和預(yù)測分子的空間構(gòu)型，科學(xué)家在歸納了許多已知的分子空間構(gòu)型的基礎(chǔ)上，提出了一種十分簡單的理論模型——價(jià)層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是 ；另一類是 。BF3和NF3都是四個(gè)原子的分子，BF3的中心原子是 ，NF3的中心原子是 ；BF3分子的立體構(gòu)型是平面三角形，而NF3分子的立體構(gòu)型是三角錐形的原因是 。 8、用價(jià)層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構(gòu)型。 BeCl2 ；SCl2 ；SO32- ；SF6 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) 第2課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1． 認(rèn)識雜化軌道理論的要點(diǎn) 2． 能根據(jù)雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 雜化軌道理論及其應(yīng)用 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 分子的立體結(jié)構(gòu)，雜化軌道理論 學(xué)習(xí)過程 【溫故知新】 （1）用價(jià)電子對互斥理論預(yù)測，甲烷分子的空間構(gòu)型如何？鍵角為多少？ （2）按照已學(xué)過的價(jià)健理論能否解釋正四面體構(gòu)型甲烷分子？為什么？ 【自主學(xué)習(xí)】 閱讀教材P39-41相關(guān)內(nèi)容。歸納以下問題： （1）雜化與雜化軌道的概念是什么？ （2）雜化有哪些類型？分別舉例說明。 （3）雜化軌道與分子的空間構(gòu)型存在什么關(guān)系呢？如何用雜化軌道理論解釋分子的空間構(gòu)型？ 【歸納總結(jié)】 三、雜化軌道理論 1、雜化的概念： 在形成分子時(shí)，由于原子的相互影響，若干不同類型能量 的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道，這種軌道重新組合的過程叫做 ，所形成的新軌道就稱為 。 提出雜化軌道理論的目的：合理解釋分子的空間構(gòu)型。 2、雜化的類型： （1）sp雜化： s軌道和 p軌道間的雜化。如： （2）sp2 雜化： s軌道和 p軌道間的雜化。如： （3）sp3 雜化： s軌道和 p軌道間的雜化。如： 3、確定中心原子的雜化類型： （1）確定中心原子價(jià)電子對數(shù) （2）判斷分子的VSEPR模型 （3）根據(jù)VSEPR模型與雜化類型的一一對應(yīng)關(guān)系找出雜化類型： 直線型—— 雜化； 平面型—— 雜化； 四面體—— 雜化。 【小結(jié)】 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 【知識升華】思考交流： （1）任何情況下軌道都可以發(fā)生雜化嗎？雜化軌道有什么用途？ （2）水、甲烷、氨氣中心原子均為sp3雜化，為什么水的鍵角為105度？氨氣的為107度？ 【注意】1、雜化只有在形成分子時(shí)才會(huì)發(fā)生； 2、能量 的軌道方可發(fā)生雜化； 3、雜化軌道成鍵時(shí)滿足 原理，從而決定鍵角。 4、雜化軌道只用來形成 或容納 ， 軌道方可用于形成π鍵。 【反饋練習(xí)】 1、P41“思考與交流”。 2、利用雜化軌道理論解釋乙烯、乙炔、苯的空間構(gòu)型。 【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】 1、下列分子中心原子是sp2雜化的是（ ） A PBr3 B CH4 C BF3 D H2O 2、關(guān)于原子軌道的說法正確的是（ ） A 凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體 B CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s 軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的 C sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的s 軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道 D 凡AB3型的共價(jià)化合物，其中中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵 3、用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結(jié)構(gòu)，下列說法 不正確的是（ ） A、C原子的四個(gè)雜化軌道的能量一樣 B、C原子的sp3雜化軌道之間夾角一樣 C、C原子的4個(gè)價(jià)電子分別占據(jù)4個(gè)sp3雜化軌道 D、C原子有1個(gè)sp3雜化軌道由孤對電子占據(jù) 4、下列對sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結(jié)論正確的是（ ） A sp雜化軌道的夾角最大 B sp2雜化軌道的夾角最大 C sp3雜化軌道的夾角最大 D sp3 、sp2 、sp雜化軌道的夾角相等 5、乙烯分子中含有4個(gè)C—H和1個(gè)C=C雙鍵，6個(gè)原子在同一平面上。下列關(guān)于乙烯分子的成鍵情況分析正確的是（ ） A 每個(gè)C原子的2s軌道與2p軌道雜化，形成兩個(gè)sp雜化軌道 B 每個(gè)C原子的1個(gè)2s軌道與2個(gè)2p軌道雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道 C 每個(gè)C原子的2s軌道與3個(gè)2p軌道雜化，形成4個(gè)sp3雜化軌道 D 每個(gè)C原子的3個(gè)價(jià)電子占據(jù)3個(gè)雜化軌道，1個(gè)價(jià)電子占據(jù)1個(gè)2p軌道 6、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO 4-中Cl都是以sp3雜化軌道與O原子成鍵的，試推測下列微粒的立體結(jié)構(gòu) 微粒 ClO- ClO2- ClO3- ClO4- 立體結(jié)構(gòu) 7、根據(jù)雜化軌道理論，請預(yù)測下列分子或離子的幾何構(gòu)型： CO2 ， CO32- H2S ， PH3 8、為什么H2O分子的鍵角既不是90也不是10928′而是104.5？ 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu) 第3課時(shí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1． 掌握配位鍵、配位化合物的概念，能舉出常見的配位鍵、配合物的例子。 2． 會(huì)正確表示配位鍵、配位化合物。 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 配位鍵、配位化合物的概念 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 配位鍵、配位化合物的概念 學(xué)習(xí)過程 【課前思考】 為什么CuSO4?5H2O晶體是藍(lán)色而無水CuSO4是白色？ 完成探究實(shí)驗(yàn)，填充如下表格： 固體 ①CuSO4 ②CuCl22H2O ③CuBr2 白色 綠色 深褐色 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr 白色 白色 白色 哪些溶液呈天藍(lán)色 實(shí)驗(yàn)說明什么離子呈天藍(lán)色，什么離子沒有顏色 四、配合物理論： 1、配位鍵 （1） 概念 共用電子對由一個(gè)原子單方向提供給另一原子共用所形成的共價(jià)鍵。 配位鍵的形成條件：一方有 ；另一方有 。 （2）表示 A B 電子對給予體 電子對接受體 【舉例】含有配位鍵的離子或分子： H3O+ NH4+ 【探究實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)2-2.，觀察并記錄現(xiàn)象。 【過渡思考】什么是配位化合物呢？是否含有配位鍵就是配位化合物？閱讀教材，找出配位化合物的概念。 2、配位化合物： 離子或原子與某些分子或離子以 鍵結(jié)合而形成的化合物稱為配合物。 【遷移思考】我們還見過哪些配位化合物的例子？（完成實(shí)驗(yàn)2-3） 3、配位化合物的應(yīng)用：（了解） 【課堂小結(jié)】 本節(jié)主要講述了配位鍵和配位化合物，注意它們的聯(lián)系。記住常見的配合物的例子。 【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】 1、銨根離子中存在的化學(xué)鍵類型按離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵分類，應(yīng)含有（ ） A、 離子鍵和共價(jià)鍵 B、 離子鍵和配位鍵 C、 配位鍵和共價(jià)鍵 D、 離子鍵 2、下列屬于配合物的是（ ） A、NH4Cl B、Na2CO3.10H2O C、CuSO4. 5H2O D、Co（NH3）6Cl3 3、下列分子或離子中，能提供孤對電子與某些金屬離子形成配位鍵的是 （ ） ①H2O ②NH3 ③F— ④CN— ⑤CO A、①② B、① ②③ C、①②④ D、①②③④⑤ 4、配合物在許多方面有著廣泛的應(yīng)用。下列敘述不正確的是 （ ） A、 以Mg2+為中心的大環(huán)配合物葉綠素能催化光合作用。 B、 Fe2+的卟啉配合物是輸送O2的血紅素。 C、 [Ag（NH3）2]+是化學(xué)鍍銀的有效成分。 D、 向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸鋅溶液中的Cu2+。 5．下列微粒：①H3O+②NH4+③CH3COO-④ NH3⑤CH4中含有配位鍵的是（ ） A、①② B、①③ C、④⑤ D、②④ 6．亞硝酸根NO2-作為配體，有兩種方式。其一是氮原子提供孤對電子與中心原子配位；另一是氧原子提供孤對電子與中心原子配位 。前者稱為硝基，后者稱為亞硝酸根。 [Co（NH3）5NO2]Cl2 就有兩種存在形式，試畫出這兩種形式的配離子的結(jié)構(gòu)式。 9