内蒙古开鲁县高中化学 第三章 晶体结构与性质 3.2 分子的立体结构教案 新人教版选修3（通用）

第二节分子的立体结构(1)课题：第二节分子的立体结构(1)上课班正在上课教会学问眼睛的双曲馀弦值知识鸽子技能1 .认识共价键分子的多样性和复杂性2 .初步认识价格层电子对互斥模型用VSEPR模型可以预测简单的分子和离子的立体结构过程鸽子方法感情态度价值观培养学生认真的科学态度和空间想象力把重点放在利用分子立体结构价层电子对互斥模型预测分子立体结构难点价层电子对互斥理论我知道知识纽结结构鸽子木板书设定计价器第二节分子的立体结构一、五颜六色的分子1、三原子分子立体结构：有直线形C02、CS2等，v形有H2O、S02等.2、四原子分子的立体结构：平面三角形：甲醛(CH20 )分子等，三角锥：氨分子等。3、五原子分子立体结构：正四面体形，例如甲烷、P4等.4、测定分子体构造：红外分光器吸收峰分析。二、价格层电子对互斥模型1、价格层电子互斥模型2、价层电子对排斥理论：对于ABn型的分子或离子，在中心原子a价层电子对(包括与用于形成共价键的共价电子对不结合的孤立电子)之间存在排斥力，使分子中的原子处于尽可能远的相对位置，使彼此的排斥力最小化，使分子系能量最小化。3、价格层电子对互斥模式：(1)、中心原子上价电子用于共价键的形成：分子中的价电子对相互排斥的结果(2)、中心原子有孤立电子：孤立电子也占据中心原子周围的空间，互相排斥，必须改变分子的空间结构。4 .价格层电子在互斥理论中的应用(1)确定中心原子a价层的电子对数(2)价电子对数的计算方法(三)确定价格层电子对的空间布局；(4)分子空间配置决定教育的过程教育步骤内容教育方法、手段和教师活动共价键的三个参数。过渡我们知道许多分子有一定的空间结构。 比如。 为什么分子的空间结构不同，与共价键的三个参数有什么关系？ 我们开始研究分子的立体结构。板书第二节分子的立体结构一、五颜六色的分子“讲义”多数分子由两个以上的原子构成，因此分子中原子的空间关系成为问题，即所谓的“分子的立体结构”。 例如，三原子分子的立体结构有直线形和v形两种。 例如，C02分子为直线形，H20分子为v形，两个h-o键结合角为105 .投影板书1、三原子分子立体构造：有直线形C02、CS2等，v形为H2O、S02等.讲义大部分四原子分子采用平面三角形和三角锥两种立体结构。 例如，甲醛(CH20 )分子呈平面三角形，结合角约为120； 氨分子呈三角锥形，结合角为107。投影板书2、四原子分子的立体结构：平面三角形：甲醛(CH20 )分子等，三角锥：氨分子等。讲义五原子分子的可能立体结构较多，最常见的是正四面体，甲烷分子的立体结构为正四面体，结合角为10928。投影板书 3，5原子分子立体构造：正四面体形、甲烷、P4等.讲义分子的世界就是这种形式的颜色，多彩而美丽，常常令人遗忘。 分子的立体结构与其稳定性有关。 例如，S8分子如王冠那样，使上面的硫原子之一向下反转，即使存在也不像王冠那样稳定，而且椅式C6H12比船式稳定。投影问分子的空间结构看不见，科学家是怎么测量的呢？投影“阅读”科学视野分子立体结构是如何测量的？由于肉眼看不到分子，科学家是如何知道分子的形态的呢？年轻时期的科学家主要系统地总结物质的宏观性质来推断规律，现在科学家已经创造了许多测量分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中之一。分子中的原子不固定，不断地振动。 分子立体结构实际上只是分子中原子处于平衡位置时的模型。 一条红外线透过分子时，分子吸收与其某个化学键的振动频率相同的红外线，记录在图像上显示吸收峰。 通过计算机模拟，可以知道各吸收峰起因于哪种化学键、哪种振动方式，可以综合这些信息，分析分子的立体结构。分子中的原子不固定，不断地振动。 分子立体结构实际上只是分子中原子处于平衡位置时的模型。 一条红外线透过分子时，分子吸收与其某个化学键的振动频率相同的红外线，记录在图像上显示吸收峰。 通过计算机模拟，可以知道各吸收峰起因于哪种化学键、哪种振动方式，可以结合这些信息来分析分子的立体结构。板书4、测定分子体构造：红外分光器吸收峰分析。过渡C02和H20都是三原子分子，为什么CO2是直线形，H20是v形？ CH20和NH3均为四原子分子，为什么CH20呈平面三角形，NH3呈三角圆锥？ 为了探究其原因，发展了许多结构理论。板书二、价格层电子对互斥模型讲义1940年，希吉维克(Sidgwick )和鲍威尔(Powell )在总结实验事实的基础上提出了简单的理论模型，预测了简单的分子和离子的立体结构。 该理论模型经吉利斯比(R.J，Gillespie )和尼霍尔姆(Nyholm )于1950年代发展，被命名为价格层电子互斥模型，简称vs EPR (valeceshellelectronppairrepulsion )。板书1、价格层电子互斥模型分子的空间构型与键合原子的价电子有关。 价层电子对互斥模型可用于预测分子的立体结构。应用该理论模型，分子中的价电子对(包括耦合电子对和孤立电子对)由于相互排斥作用，倾向于尽可能远地减小排斥力，分子采取尽可能对称的空间配置。价格电子对间的排斥力怎么样？投影总结价格电子对之间的排斥力1 .电子对间角度越小，排斥力越大。2、由于耦合电子对被两个原子核吸引，电子云相对紧缩，但孤立电子对只是被中心原子吸引，电子云“肥大”，对邻接电子对的排斥力大，因此电子对间的排斥力大小顺序如下：孤立电子对孤立电子对耦合电子对耦合电子对3、三键、双键比单键中包含的电子数多，因此其排斥力的大小顺序为三键单键多层电子对互斥模型认为它们具有这样的立体结构是分子中的多层电子对互斥的结果。板书 2，价层电子对排斥理论：对于ABn型的分子或离子，在中心原子a价层电子对(包括与形成共价键的共价电子对不结合的孤立电子)之间存在排斥力，通过将分子中的原子尽可能远的相对位置，使相互的排斥力最小化，使分子系能量最小化。讲义该模型将分子分为以下两类。 一种是中心原子上的价电子用于形成共价键，例如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，在这样的分子中，通过价电子对的相互排斥作用，它们倾向于相互分离，结合原子的几何配置采取总是使电子对排斥最小的结构。 这些立体结构可以用中心原子周围的原子数n来预测，概述如下板书 3、价格层电子对互斥模型：(1)、中心原子上价电子用于共价键的形成：分子中的价电子对相互排斥的结果投影ABn公司立体结构样品n=2直线型C02、BeCl2n=3平面三角形CH20、BF3n=4正四面体型CH4、CCl4n=5三角双锥度PCl5n=6正八面体SF6另一个是在中心原子上具有孤立电子(未用于形成共价键的电子对)的分子，例如H2O和NH3，对于这样的分子，首先建立四面体模型，各键占据一个方向(多键占据一个方向)，孤立电子也占据中心原子周围的空间，必须参与相互排斥。 例如，H20和NH3的中心原子分别有2对和l对孤立电子，与中心原子周围的键合在一起为4个，因为它们相互排斥形成四面体，所以H:O分子呈v形，NH3分子呈三角锥形。投影板书(2)，中心原子有孤立电子：孤立电子也占据中心原子周围的空间，互相排斥，必须改变分子的空间结构。运用思维和交流VSEPR模型预测以下分子和离子的立体结构。报告直线型价格电子全部用于耦合，与CO2相同的空间正四面体三角锥型； v型空间正三角形型。在利用价层电子对排他理论的情况下，首先根据原子的最外层电子数判断中心原子中是否存在孤立电子，接着根据结合有中心原子的原子数判断分子的空间配置板书4、价格层电子在互斥理论中的应用讲义推定分子和离子空间配置的具体步骤板书(1)确定中心原子a价层的电子对数讲义中心原子a的价电子数和配体x提供的共用电子数之和的一半，即中心原子a的价层电子对数。 计算时请注意投影总结(1)氧族元素原子作为配位原子，可以认为没有供给电子，但作为中心原子，可以认为供给了所有的6价电子(2)研究离子时，加上或减去与离子电荷对应的电子数。 例如，在PO43-中，p原子的价层电子数必须加3，在NH4中，n原子的价层电子数必须减1(3)在价格层的电子数中出现奇数电子时，可以将该单电子作为电子对来处理板书(2)价电子对数计算方法讲义对于ABm型分子(a为中心原子，b为配位原子)，分子的价电子对数可以由下式决定投影n=板书(3)确定价格层电子对的空间布局由于价格层的电子对之间的相互排斥作用，它们倾向于尽量相互分离。 价层电子对的空间配置与价层电子对数关系：投影价层电子对数与价层电子对配置关系价数层电子对数23456价层电子对配置直线三角形四面体三角双锥八面体板书(4)分子空间构型确定讲义根据分子中的耦合电子对数和孤立电子数，可以确定相应的稳定的分子几何配置。应用思维与交流VESPR理论，判断以下粒子配置： CH4、ClO3、PCl5在讲义CH4中，c有4个电子，h供给4个电子，c的价层电子的总数为8个，价层电子对为4对。 因为c的价层电子对的配置是正四面体，价层电子对都是耦合电子对，所以CH4的空间配置是正四面体。在ClO3中，Cl有7个价电子，o不供给电子，加上得到的1个电子，价电子的总数为8个，价电子对为4对。 Cl的价层电子对的排列为四面体，四面体的3个顶角由3个o占据，剩下的1个顶角由孤立电子占据，因此为三角锥状。在PCl5中，p为5个价电子，5个Cl分别供给1个电子，中心原子共有5对价电子对，价电子对的空间配置方式为三角双锥，中心原子的价电子对全部为耦合电子对，因此PCl5的空间配置为三角双锥。价电子对排斥理论可用于预测许多主族元素原子形成的共价化合物分子和离子的空间位置总结投影总结价层电子对排斥模型不应用于过渡金属化合物，除非金属具有全、半或全的d轨道。 根据价层电子对互斥理论，分子的立体结构是分子中价电子对互斥的结果，其规律如下投影分子型中心原子空间布局AB2有孤独对电子v型非孤立电子直线状AB3有孤独对电子三角锥非孤立电子平面三角形AB4非孤立电子四面体随堂练习用VSEPR模型预测，以下分子形状与H2O相似，均为v型A.OF2 B.BeCl2 C.SO2 D.CO2用VSEPR模型预测，以下分子的结合角不是1200A.C2H2 B.C6H6 C.BF3 D.NH33、基于价电子对排他理论判断H3O的空间结构公式a .三角锥b .正四面体c .平面正三角形d .变形四面体教育审查：课题：第二节分子的立体结构(2)上课班正在上课教会学问眼睛的双曲馀弦值知识鸽子技能1 .了解混合轨道理论的要点2 .进一步了解有机化合物中碳的键合特性3 .根据混合轨道理论可以判断简单的分子和离子的配置过程鸽子方法1 .以图表、比较、讨论、总结、综合的方式进行教育2 .培养学生分析、归纳、综合能力和空间想象能力感情态度价值观把重点放在混合轨道理论要点难点混合轨道理论我知道知识纽结结构鸽子木板书设定计价器三、混合轨道理论介绍1、混合概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的一些能量相近的原子轨道重新结合，形成新的轨道，这个过程称为轨道的混合，新的轨道称为混合轨道。2 .混合轨道类型：(1) sp3混合：一个s轨道和三个p轨道混合，得到四个相同的轨道，角度10928称为sp3混合轨道。空间结构：空间正四面体或v型、三角锥形。(2) sp2杂化：将同一原子的1个ns轨道和2个np轨道杂化为sp2杂化轨道。sp2混合轨道间的角度为120，分子的几何配置为平面正三角形。(3)