芜湖一中2019-2020学年高二下学期人教版化学选修3同步教案第二章 第二节 分子的立体结构
文档属性
| 名称 | 芜湖一中2019-2020学年高二下学期人教版化学选修3同步教案第二章 第二节 分子的立体结构 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 332.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-06-08 21:15:14 | ||
图片预览
文档简介
第二节
分子的立体结构（第一课时）
班级
姓名
学号
学习评价
教学目标
1、认识共价分子的多样性和复杂性；
2、初步认识价层电子对互斥模型；
3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；
4、培养严谨认真的科学态度和空间想象能力。
重点难点：分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构
课前预习：
1、化学式：
2、结构式：
3、结构简式：
4、电子式：
5、价电子：
学习过程
创设问题情境：
1、阅读课本P37-40内容；
2、展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型（或比例模型）；
3、提出问题：
⑴什么是分子的空间结构？
⑵同样三原子分子CO2和H2O，四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？
[讨论交流]
1、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的结构式和电子式；
2、讨论H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键；
3、根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的分子结构。
[模型探究]
由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的立体结构模型，对照其电子式，分析结构不同的原因。
[引导交流]
——引出价层电子对互斥模型（VSEPR
models）
[分析]
价层电子对互斥模型
把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下：
ABn
立体结构
范例
n=2
直线型
CO2
n=3
平面三角形
CH2O
n=4
正四面体型
CH4
另一类是中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。如
H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。（如图）课本P40。
[应用反馈]
应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。
化学式
中心原子含有孤对电子对数
中心原子结合的原子数
空间构型
H2S
2
2
V形
NH2-
2
2
V形
BF3
0
3
正三角形
CHCl3
0
4
四面体
SiF4
0
4
正四面体
【案例练习】
1、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是
（
）
A、CO2
B、H2S
C、PCl3
D、SiCl4
2、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是
（
）
A、
H2O
B、CO2
C、C2H2
D、P4
3、写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式，并指出它们分子中的键角分别是多少？
（1）直线形
（2）平面三角形
（3）三角锥形
（4）正四面体
4、下列分子中，各原子均处于同一平面上的是
（
）
A、NH3
B、CCl4
C、H2O
D、CH2O
【课后作业】
1、为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是
；另一类是
。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是
，NF3的中心原子是
；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是
。
2、用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。
BeCl2
；SCl2
；SO32-
；SF6
第二节
分子的立体结构（第二课时）
教学目标：
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
4、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
5、培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力
教学重点：杂化轨道理论的要点
教学难点：分子的立体结构，杂化轨道理论
课前预习
1、杂化轨道理论是一种价键理论，是
为了解释分子的立体结构提出的。
2、杂化及杂化轨道：
叫做杂化，
称为杂化轨道。
学习过程
[展示甲烷的分子模型]
[创设问题情景]
碳的价电子构型是什么样的？甲烷的分子模型表明是空间正四面体，分子中的C—H键是等同的，键角是109°28′。
碳原子的价电子构型2s22p2，是由一个2s轨道和三个2p轨道组成的，为什么有这四个相同的轨道呢？为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。
三、杂化轨道理论
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。
[思考与交流]
甲烷分子的轨道是如何形成的呢？
形成甲烷分子时，中心原子的2s和2px，2py，2pz等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2
杂化和sp杂化，sp2
杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
[讨论交流]：
应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
化学式
杂化轨道数
杂化轨道类型
分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
[总结评价]：引导学生分析、归纳、总结多原子分子立体结构的判断规律，完成下表。
化学式
中心原子孤对电子对数
杂化轨道数
杂化轨道类型
分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
[讨论]：怎样判断有几个轨道参与了杂化？
[讨论总结]：三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为
°的直线型杂化轨道，SP2
杂化轨道为
°的平面三角形，SP3杂化轨道为
°
′的正四面体构型。
[科学探究]：课本42页
[小结]：HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个σ键和2π键；CH2O中含有3σ键和1个π键
【案例练习】
1、下列分子中心原子是sp2杂化的是（
）
A、PBr3
B、CH4
C、BF3
D、H2O
2、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为
A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
3、用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（
）
A、C原子的四个杂化轨道的能量一样
B、C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C、C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D、C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
4、用VSEPR
理论判断
物质
成键电子对数
孤电子对数
分子或离子的形状
H2O
NH4+
BF3
H3O+
【课后作业】
1、下列对sp3
、sp2
、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（
）
A、
sp杂化轨道的夹角最大
B、
sp2杂化轨道的夹角最大
C、
sp3杂化轨道的夹角最大
D、
sp3
、sp2
、sp杂化轨道的夹角相等
2、有关苯分子中的化学键描述正确的是
A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个σ键
D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成σ键
3、根据杂化轨道理论，请预测下列分子或离子的几何构型：
CO2
，
CO32-
H2S
，
PH3
4、为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′而是104.5°？
第二节
分子的立体结构（第三课时）
教学目标：
1、配位键、配位化合物的概念
2、配位键、配位化合物的表示方法
3、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
4、培养学生分析、归纳、综合的能力
教学重点：配位键、配位化合物的概念
教学难点：配位键、配位化合物的概念
课前预习
1、配位键：
2、配位化合物（简称
）：
学习过程
[创设问题情景]
什么是配位键？配位键如何表示？配位化合物的概念？
阅读教材，讨论交流。
1、配位键
（1）概念
（2）表示
（3）条件：
[提问]举出含有配位键的离子或分子
举例：
[过渡]什么是配位化合物呢？
[讲解]金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为配合物。
[小结]
本节主要讲述了配位键和配位化合物。
【案例练习】
1、在[Cu(NH3)4]2+配离子中NH3与中心离子Cu2+结合的化学键是
A．离子键
B．非极性键
C．极性键
D．配位键
2、与人体血液中血红蛋白以配位键结合的一种有毒气体是
A．氯气
B．氮气
C．一氧化碳
D．甲烷
3、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。下列对此现象说法正确的是
A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变。
B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu（NH3）4]
2+。
C．向反应后的溶液加入乙醇，溶液将会没有发生变化，因为[Cu（NH3）4]
2+不会与乙醇发生反应。
D．在[Cu（NH3）4]
2+离子中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道。
4、下列属于配合物的是（
）
A、NH4Cl
B、Na2CO3﹒10H2O
C、CuSO4﹒5H2O
D、Co（NH3）6Cl3
【课后作业】
1、在AgNO3溶液中加入过量的氨水，先有沉淀，后沉淀溶解，沉淀溶解的原因是形成了（
）
A．AgNO3
B．[Ag(NH3)2]+
C．NH3·H2O
D．NH4NO3
2、如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，有关的叙述正确的是
（
）
A．该叶绿素含有H、Mg、C、N元素
B．该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子
C．该叶绿素是配合物，其配体是N元素
D．该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物
3、对盐类物质可有下列分类：如氯化硝酸钙[Ca(NO3)Cl]是一种混盐，硫酸铝钾KAl(SO4)2是一种复盐，冰晶石（六氟合铝酸钠）Na3AlF6是一种络盐。对于组成为CaOCl2的盐可归类于
（
）
A．混盐
B．复盐
C．络盐
D．无法归属于上述类别
分子的立体结构（第一课时）
班级
姓名
学号
学习评价
教学目标
1、认识共价分子的多样性和复杂性；
2、初步认识价层电子对互斥模型；
3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；
4、培养严谨认真的科学态度和空间想象能力。
重点难点：分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构
课前预习：
1、化学式：
2、结构式：
3、结构简式：
4、电子式：
5、价电子：
学习过程
创设问题情境：
1、阅读课本P37-40内容；
2、展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型（或比例模型）；
3、提出问题：
⑴什么是分子的空间结构？
⑵同样三原子分子CO2和H2O，四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？
[讨论交流]
1、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的结构式和电子式；
2、讨论H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键；
3、根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的分子结构。
[模型探究]
由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的立体结构模型，对照其电子式，分析结构不同的原因。
[引导交流]
——引出价层电子对互斥模型（VSEPR
models）
[分析]
价层电子对互斥模型
把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下：
ABn
立体结构
范例
n=2
直线型
CO2
n=3
平面三角形
CH2O
n=4
正四面体型
CH4
另一类是中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。如
H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。（如图）课本P40。
[应用反馈]
应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。
化学式
中心原子含有孤对电子对数
中心原子结合的原子数
空间构型
H2S
2
2
V形
NH2-
2
2
V形
BF3
0
3
正三角形
CHCl3
0
4
四面体
SiF4
0
4
正四面体
【案例练习】
1、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是
（
）
A、CO2
B、H2S
C、PCl3
D、SiCl4
2、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是
（
）
A、
H2O
B、CO2
C、C2H2
D、P4
3、写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式，并指出它们分子中的键角分别是多少？
（1）直线形
（2）平面三角形
（3）三角锥形
（4）正四面体
4、下列分子中，各原子均处于同一平面上的是
（
）
A、NH3
B、CCl4
C、H2O
D、CH2O
【课后作业】
1、为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是
；另一类是
。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是
，NF3的中心原子是
；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是
。
2、用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。
BeCl2
；SCl2
；SO32-
；SF6
第二节
分子的立体结构（第二课时）
教学目标：
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
4、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
5、培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力
教学重点：杂化轨道理论的要点
教学难点：分子的立体结构，杂化轨道理论
课前预习
1、杂化轨道理论是一种价键理论，是
为了解释分子的立体结构提出的。
2、杂化及杂化轨道：
叫做杂化，
称为杂化轨道。
学习过程
[展示甲烷的分子模型]
[创设问题情景]
碳的价电子构型是什么样的？甲烷的分子模型表明是空间正四面体，分子中的C—H键是等同的，键角是109°28′。
碳原子的价电子构型2s22p2，是由一个2s轨道和三个2p轨道组成的，为什么有这四个相同的轨道呢？为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。
三、杂化轨道理论
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。
[思考与交流]
甲烷分子的轨道是如何形成的呢？
形成甲烷分子时，中心原子的2s和2px，2py，2pz等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2
杂化和sp杂化，sp2
杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
[讨论交流]：
应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
化学式
杂化轨道数
杂化轨道类型
分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
[总结评价]：引导学生分析、归纳、总结多原子分子立体结构的判断规律，完成下表。
化学式
中心原子孤对电子对数
杂化轨道数
杂化轨道类型
分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
[讨论]：怎样判断有几个轨道参与了杂化？
[讨论总结]：三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为
°的直线型杂化轨道，SP2
杂化轨道为
°的平面三角形，SP3杂化轨道为
°
′的正四面体构型。
[科学探究]：课本42页
[小结]：HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个σ键和2π键；CH2O中含有3σ键和1个π键
【案例练习】
1、下列分子中心原子是sp2杂化的是（
）
A、PBr3
B、CH4
C、BF3
D、H2O
2、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为
A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
3、用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（
）
A、C原子的四个杂化轨道的能量一样
B、C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C、C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D、C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
4、用VSEPR
理论判断
物质
成键电子对数
孤电子对数
分子或离子的形状
H2O
NH4+
BF3
H3O+
【课后作业】
1、下列对sp3
、sp2
、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（
）
A、
sp杂化轨道的夹角最大
B、
sp2杂化轨道的夹角最大
C、
sp3杂化轨道的夹角最大
D、
sp3
、sp2
、sp杂化轨道的夹角相等
2、有关苯分子中的化学键描述正确的是
A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个σ键
D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其它形成σ键
3、根据杂化轨道理论，请预测下列分子或离子的几何构型：
CO2
，
CO32-
H2S
，
PH3
4、为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′而是104.5°？
第二节
分子的立体结构（第三课时）
教学目标：
1、配位键、配位化合物的概念
2、配位键、配位化合物的表示方法
3、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
4、培养学生分析、归纳、综合的能力
教学重点：配位键、配位化合物的概念
教学难点：配位键、配位化合物的概念
课前预习
1、配位键：
2、配位化合物（简称
）：
学习过程
[创设问题情景]
什么是配位键？配位键如何表示？配位化合物的概念？
阅读教材，讨论交流。
1、配位键
（1）概念
（2）表示
（3）条件：
[提问]举出含有配位键的离子或分子
举例：
[过渡]什么是配位化合物呢？
[讲解]金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为配合物。
[小结]
本节主要讲述了配位键和配位化合物。
【案例练习】
1、在[Cu(NH3)4]2+配离子中NH3与中心离子Cu2+结合的化学键是
A．离子键
B．非极性键
C．极性键
D．配位键
2、与人体血液中血红蛋白以配位键结合的一种有毒气体是
A．氯气
B．氮气
C．一氧化碳
D．甲烷
3、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。下列对此现象说法正确的是
A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变。
B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu（NH3）4]
2+。
C．向反应后的溶液加入乙醇，溶液将会没有发生变化，因为[Cu（NH3）4]
2+不会与乙醇发生反应。
D．在[Cu（NH3）4]
2+离子中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道。
4、下列属于配合物的是（
）
A、NH4Cl
B、Na2CO3﹒10H2O
C、CuSO4﹒5H2O
D、Co（NH3）6Cl3
【课后作业】
1、在AgNO3溶液中加入过量的氨水，先有沉淀，后沉淀溶解，沉淀溶解的原因是形成了（
）
A．AgNO3
B．[Ag(NH3)2]+
C．NH3·H2O
D．NH4NO3
2、如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，有关的叙述正确的是
（
）
A．该叶绿素含有H、Mg、C、N元素
B．该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子
C．该叶绿素是配合物，其配体是N元素
D．该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物
3、对盐类物质可有下列分类：如氯化硝酸钙[Ca(NO3)Cl]是一种混盐，硫酸铝钾KAl(SO4)2是一种复盐，冰晶石（六氟合铝酸钠）Na3AlF6是一种络盐。对于组成为CaOCl2的盐可归类于
（
）
A．混盐
B．复盐
C．络盐
D．无法归属于上述类别