化学人教版九年级上册第二节分子的立体构型（共3课时）教案.doc

第二节 分子的立体构型课时：3课时第一课时：形形色色的分子、价层电子对互斥理论第二课时：杂化轨道理论简介第三课时：配合物理论简介 授课班级高二（1）课 时教学目标 知识与技能1、认识共价分子的多样性和复杂性，能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构。2、认识杂化轨道理论的要点，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型，进一步了解有机化合物中碳的成键特征。3、了解配位键、配位化合物的概念和配位键、配位化合物的表示方法。过程与方法1、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学2、培养学生分析、归纳、综合的能力情感态度价值观培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。重 点分子的立体构型、价层电子对互斥理论、杂化轨道理论和配位键。难 点分子的立体构型、价层电子对互斥理论、杂化轨道理论。 教学过程第1课时 形形色色的分子、价层电子对互斥理论问题引入1、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点是否一定在同一直线？迁移：两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一定在同一直线上？迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？师在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，使得分子有不同的结构，这就是所谓的分子的立体构型。板书第二节 分子的立体构型投影形形色色的分子师 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，这是为什么呢？为了探究其原因，在此基础上发展了很多结构理论，有一种十分简单的理论叫做价层电子对互斥理论，这种简单的理论可用来预测分子的立体构型。板书一、价层电子对互斥理论讲理论要点：对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。 师如何利用价层电子对互斥理论来预测分子的立体构型呢？讲述并板书利用价层电子对预测分子立体构型的方法：1、计算价层电子对数（键电子对和未成键的孤对电子对）价层电子对数=键电子对数+未成键的孤对电子对数键电子对数 =与中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对数 =（a-xb)讲 a：对于原子：为中心原子的最外层电子数对于阳离子：为中心原子的最外层电子数减去离子的电荷数对于阴离子：为中心原子 的最外层电子数加上离子的电荷数）x为与中心原子结合的原子数 b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数”）思考与交流1、以S和P为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它的价电子数。2、以N和Cl为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它最多能接受的电子数投影一些微粒的孤电子对的计算：分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数H2OO6122SO2S6221NH4+N5-1=4410CO32-C4+2=63202、确定价层电子对的空间构型讲由于价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间的斥力作用，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低，最稳定。这种构型是含有孤电子对的VSEPR模型。投影价层电子对数234空间构型直线形平面三角形正四面体形3、确定分子空间构型讲中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对。例H2O和NH3的中心原子上分别有2对和1对孤电子对，加上中心原子上的键电子对，它们的中心原子上的价层电子对数都是4，这些价层电子相互排斥，形成四面体形的VSEPR模型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便得到了H2O的立体构型为V形，NH3的立体构型为三角锥形。思考与交流确定BF3、NH4+、SO32-的VSEPR模型和它们的立体结构。【巩固练习】推测下列分子、离子的VSEPR模型及空间构型1.BeCl2 2.SCl2 3.BF3 4.NH2- 5.NO3- 6.H3O+7. NH4+投影根据价层电子对互斥理论对几种分子或离子的立体构型的推测： 【小结】见PPT【作业布置】卷子 第1课时二、抄题 第2课时：杂化轨道理论简介 问题引入1、根据碳原子的价电子排布式2s22p2，思考为什么C与H形成化合物的分子式是CH4而不是CH2？2、由碳原子和氢原子的价电子排布图，按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个CH单键都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子，但甲烷确实是正四面体的空间构型，这又该如何解释呢？师为了解释这一问题，鲍林提出了杂化轨道理论。板书二、杂化轨道理论简介：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。例当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个相同的轨道，夹角10928，称为sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成正四面体形当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的ls轨道重叠，形成4个CH键，因此呈正四面体的分子构型。投影讲杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。但应注意，原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道才能发生杂化，而1s轨道与2p轨道由于能量相差较大，它是不能发生杂化的。板书2、杂化轨道的类型：(1) sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角10928，称为sp3杂化轨道。空间结构：正四面体形投影 sp3杂化轨道的形成过程：讲价层电子对互斥模型时我们知道，H2O和NH3的VSEPR模型跟甲烷分子一样，也是四面体形的，因此它们的中心原子也是采取sp3杂化的。所不同的是，水分子的氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，而氨分子的氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据。(2) sp2杂化：由一个 s 轨道与两个 p轨道进行杂化而得。sp2 杂化轨道间的夹角是120，分子的几何构型为平面三角形。投影 sp2杂化轨道的形成过程：讲应当注意的是，杂化过程中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成键，而杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。讲乙烯分子中的碳原子的原子轨道采用sp2杂化。其中两个碳原子间各用一个sp2杂化轨道形成键，用两个sp2杂化轨道与氢原子形成键，两个碳原子各用一个未参加杂化的2p原子轨道形成键。(3)sp杂化：由1个s轨道和1个p轨道杂化而得，夹角为180的直线形杂化轨道。投影 sp杂化轨道的形成过程：讲因为杂化轨道只能用于容纳键或用来容纳孤电子对，故有杂化轨道数=中心原子价层电子对数=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数板书3、杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。思考与交流确定BF3和H3O+的中心原子的杂化轨道类型。投影杂化类型判断：A的价电子数234A的杂化轨道数234杂化类型spsp2sp3A的价电子空间构型直线形平面三角形正四面体形A的杂化轨道空间构型直线形平面三角形正四面体形ABm 型分子或离子空间构型直线形平面三角形、V形正四面体形、三角锥形、V形第3课时 配合物理论简介 引入我们在了解了价层电子互斥理论和杂化轨道理论后，我们再来学习一类特殊的化合物：配合物板书三、配合物理论简介实验2-1将表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格。固体CuSO4白色CuCl22H2O绿色 CuBr2深褐色NaCl白色K2SO4白色KBr白色哪些溶液呈天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色可知Na、K、Cl-、Br-、SO42-等离子无色。而Cu2在水溶液中有颜色讲上述实验中呈天蓝色的物质是水合铜离子，可表示为Cu(H2O)42，叫做四水合铜离子。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的，这类“电子对给予接受键”被称为配位键。板书1、配位键(1)定义：“电子对给予接受键”被称为配位键。一方提供孤电子对；一方有空轨道，接受孤电子对。如：Cu(H2O)4 2、NH4中存在配位键。讲配位键是一种特殊的共价键，但形成配位键的共用电子对由一方提供而不是由双方共同提供的。板书(2)成键条件：形成配位键的一方是能够提供孤电子对的原子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道原子。(3)配位键的表示方法：AB（表明共用电子对由A原子提供而形成配位键）讲存在配位键的物质有很多，比如我们常见的NH4、H3O、Fe(SCN)3、血红蛋白等等。通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。板书2、配合物(1)定义：通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。讲已知配合物的品种超过数百万，是一个庞大的化合物家族。板书(2)配合物的组成中心原子：配合物的中心原子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。配位体：可以是阴离子，也可以是中性分子，配位体中直接同中心原子配合的原子叫配位原子，配位原子必须是含有孤电子对的原子。配位数：直接同中心原子配位的原子的数目叫中心原子的配位数。配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体的总电荷数的代数和。讲如：Co(NH3)5ClCl2 这种配合物，其配位体有两种：NH3、Cl-，配位数为5+1=6。中心原子为Co2+，配离子电荷数为2，Co(NH3)5Cl2+是配合物的内界，Cl-是配合物的外界离子。过渡配合物是怎么形成的呢？实验22向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。实验2-3向盛有氯化铁溶液(或任何含Fe3的溶液)的试管中滴加1滴硫氰化钾(KSCN)溶液，观察到试管里溶液的颜色跟血液极为相似，这种颜色是三价铁离子跟硫氰酸根(SCN-)离子形成的配离子。利用该离子的颜色，可鉴定溶液中存在Fe3板书(3)配合物的形成：Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4Cu(OH)2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+2OH+4H2OCu(NH3)42深蓝色讲在Cu(NH3)42里，NH3分子的氮原子给出孤对电子对，Cu2接受电子对，以配位键形成了Cu(NH3)42板书(4)配合物的性质I、配合物溶于水后难电离讲配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界的配体离子和分子通常不能电离。讲配位键的强度有大有小，因而有的配合物很稳定，有的很不稳定。许多