2.2基于新型高能全氮盐结构探究的的大单元教学 第一课时：杂化轨道理论(1) 课件

分子的空间构型——

基于新型高能全氮盐结构探究的大单元教学

鲁科版|高中化学选择性必修2第一课时杂化轨道理论1.通过对甲烷结构的认知冲突，探索杂化轨道理论，并理解杂化轨道理论的四个要点，体验科学探究的艰辛，培养宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任的核心素养。2.能运用杂化轨道理论解释BF3、BeCl2的成键情况，构建杂化轨道认知模型，培养证据推理与模型认知的核心素养。3.通过多中心分子乙烯、乙炔结构的分析，认识σ键和π键的形成过程，完善杂化轨道模型，培养科学探究与创新意识。素养目标感受分子的不同的空间结构乙烯

乙炔“探索”杂化轨道理论01σ键π键饱和性方向性：头碰头：肩并肩

：未成对电子数共价键1、复习回顾共价键类型特征2s2p

基态C原子的价电子共价键的饱和性CH2甲烷CH4共价键的方向性90°2、联想质疑2、结合基态碳原子的价电子轨道表示式:推测甲烷分子中的碳原子怎样才能形成4个单电子？3、甲烷的结构探究思考：1、书写甲烷的电子式，思考形成甲烷C原子应该有几个未成对电子？思考：3、如果C原子就以1个2s轨道和3个2p轨道上的单电子，分别和4个H原子的1s轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与CH4分子的实际情况是否吻合？4、CH4中的4个C—H键完全相同，碳原子怎样才能有四个完全相同的用于成键的原子轨道？3、甲烷的结构探究

鲍林——美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林在1928一1931年，提出了杂化轨道的理论。莱纳斯·卡尔·鲍林化学史小知识基态碳原子激发态2s2p激发2s2p杂化4个sp3杂化轨道自旋方向相同

原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。思维建模一：基态——激发态——杂化——成键

4、构建杂化轨道理论+sp3杂化

思考：1、C原子为什么要杂化？H原子是否需要杂化？2、杂化前后轨道数目、伸展方向、形状有无变化？3、为什么杂化后是朝正四面体的四个顶点伸展？交流研讨四个杂化轨道的电子在空间互相排斥而尽可能远离最终成为正四面体结构。(1)能量相近：中心原子在成键时，原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)数目不变：形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。(3)成键能力增强：杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。(4)排斥力最小：杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。杂化轨道理论四要点归纳总结“构建”杂化轨道认知模型02

4个杂化轨道正四面体动手实践

小组合作，用气球模拟：3个和2个轨道杂化会形成怎样的空间构型？3个杂化轨道空间构形？2个杂化轨道空间构形？平面三角形

直线形

1、解释BF3的形成过程

BF3分子是平面正三角形，F原子位于正三角形的三个顶点，B原子位于分子中心，分子中键角均为120o，杂化轨道理论如何解释？基态——激发态——杂化

2s2p基态B原子2s2psp2杂化轨道

未杂化轨道F原子的2p轨道sp2杂化2、解释BeCl2的形成过程

气态BeCl2分子是直线形，Cl原子位于Be原子的两侧，BeCl2分子中键角为180o

。杂化轨道理论如何解释？2s2p基态Be原子sp（或sp1）杂化2s2psp杂化轨道未杂化轨道基态——激发态——杂化

ClCl3、构建杂化轨道认知模型杂化类型杂化轨道数目键角

空间构型图示实例CH4BF3BeCl23sp2sp32

sp平面三角形120°109.5°

正四面体形180°直线形[思维建模二]4“完善”杂化轨道认知模型03

阅读课本第50-51页，了解、分析乙烯的结构，讨论下列问题：

1、确定乙烯的结构式、空间构型、键角。2、中心碳原子应采用什么类型的杂化方式？3、碳原子的价电子排布应如何改变？4、分子中碳原子的成键方式及化学键类型？1、解释多中心原子杂化方式交流研讨σσσσσπ乙烯分子(C2H4)中碳原子的杂化过程激发态2s2p激发基态2s2p杂化2p3个sp2杂化轨道1个2p轨道sp2sp2杂化轨道只能形成3个σ键，未参与杂化的2p轨道形成1个π键。分子空间结构：平面形分子sp2杂化归纳总结乙炔分子(C2H2)中碳原子的杂化过程分子空间结构：直线形分子sp杂化σσσππsp杂化轨道只能成2个σ键，2p能形成2个π键。激发态2s2p激发基态2s2p杂化2个sp杂化轨道2个2p轨道2psp交流研讨杂化轨道可用于形成σ键，未杂化的p轨道若有单电子则肩并肩形成π键22动画演示

①饱和碳原子——sp3杂化;②双键上的碳原子——sp2杂化;③三键上的碳原子——sp杂化。杂化类型的判断方法(1)由分子结构判断杂化类型。①直线形—sp杂化;

②平面形—sp2杂化;

③四面体形—sp3杂化。(2)由键角判断杂化类型①180°——sp杂化;

②120°——sp2杂化;

③109.5°——sp3杂化。(3)有机物可由碳原子的饱和程度判断。2、完善杂化轨道认知模型[思维建模三]你能利用杂化轨道理论分析出中心原子的杂化方式并解释它的结构吗？情境再现首个高能全氮盐化学式：

(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl杂化轨道理论可以解释分子的空间构型，但对未知分子空间结构的预测性不强。02应用杂化轨道理论，