第二节分子的立体结构教案

第二节分子的立体结构

（第一课时）

教学目标：

1.会判断一些典型分子的立体结构，认识分子结构的多样性和复杂性，理解价层电子对互斥模型。

2.通过对典型分子立体结构探究过程，学会运用观察、比较、分类及归纳等方法对信息进行加工，提高科学探究能力。

3.通过观察分子的立体结构，激发学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙。

教学重点：价层电子对互斥模型

教学难点：能用价层电子对互斥模型解释分子的立体结构

[新课导入]展示CO2、H2O 、CH4 、NH3 、BF3、CH2O分子的球棍模型

【问题】1.什么是分子的立体构型？

2.同为三原子分子，CO2 和H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？

同为四原子分子，CH2O与NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？

3.分子的立体结构与稳定性有关

二、价层电子对互斥理论（VSEPR）-预测分子的立体构型

（一）几组概念

1.中心原子：对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，n值为中心原子结合的原子数。

2.价层电子对：=σ键个数+中心原子上的孤对电子对个数

σ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：法一：写电子式判断

法二：=1/2（a-xb）

a: 对于原子：为中心原子的最外层电子数

x ：与中心原子结合的原子数

b ：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）

【实例】P38表2-4，仔细观察。

【巩固练习】

（二）VSEPR模型预测分子的立体构型

1.对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键σ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。

2.预测分子的立体构型

【学生】读书Ｐ３８最后一段

（1）中心原子上无孤对电子的分子：价电子都用于形成共价键

ABn 价层电子对ＶＳＥＰＲ模型分子或离子的立体构型范例

n=2 2 直线形直线形CO2，CS2 n=3 3 平面三角形平面三角形CH2O、BF3 n=4 4 正四面体形正四面体形CH4、CCl4 ABn 价层电子对ＶＳＥＰＲ模型分子或离子的立体构型范例

n=５５三角双锥三角双锥ＰＣｌ５ｎ＝６６正八面体正八面体ＳＦ６

(2)中心原子上存在孤对电子的分子：

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孤对电子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩下的就是分子的立体结构。

【展示】实例H2O、NH3、

【小结】AB n 型分子的VSEPR模型和立体结构

实例σ键电

子对数孤对电

子对数

价层电

子对数

VSEPR模

型

立体构

型名称

电子对的排布模型

H2O 2 2 4 正四面体

型

V形

NH3 3 1 4 四面体形三角锥

形

SO2

NF3

PH3

H3O+

【思考与交流】确定BF3、NH4+、SO32-的ＶＳＥＰＲ模型和它们的立体构型

课堂练习

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.若ABn 型分子的中心原子A 上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（ ）

A.若n=2，则分子的立体构型为V 形

B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形

C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形

D.以上说法都不正确 【课后巩固练习】1.以上两个表格

【教学反思】

第二节分子的立体结构

（第二课时）

【新问题】1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？

2.甲烷分子呈正四面体结构，它的四个C-H 键的键长相同，键角都是109°28 ′，四个C-H 键的性质完全相同

根据价键理论，甲烷形成四个C-H 键都应该是σ键，然而C 原子最外层的四个电子分别2个在球形2S 轨道、2个在相互垂直2P 轨道上，用它们跟4个氢原子的1S 原子轨道重叠，不可能形成四面体构型的甲烷分子 如何解决上列一对矛盾？ 【讲解】值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论 三．杂化轨道理论 C ：2s22p2

激发

杂化

【讲解】甲烷的形成过程：碳原子2s轨道中的一个电子吸收能量跃迁到2p轨道上，这个过程称为激发。但此时各个轨道的能量并不完全相同，于是由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为sp3杂化轨道。

然后四个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个sp3杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳原子四个sp3杂化轨道分别与四个氢原子的1s轨道形成四个相同的s-sp3键，从而形成CH4分子。由于四个C-H键完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体，键角为109°28 ′

1.杂化轨道理论

杂化：杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合成一组新的原子轨道。这种重新组合的过程叫做杂化，所形成的新的轨道称为杂化轨道。

2.要点：（1）发生轨道杂化的原子一定是中心原子。

(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）。

(3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。

(4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；杂化后原子轨道方向改变，杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠

(5) 杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。

(6)未参与杂化的p轨道，可用于形成π键

【讲解】学习价层电子对互斥理论知道: NH3和H2O的VSEPR模型和甲烷分子一样,也是正四面体的,因此它们的中心原子也是sp3杂化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对，这样的4个杂化轨道显然有差【讲解】除sp3杂化轨道