江苏省南通市海安县实验中学2020高中化学《第二章 杂化轨道理论简价 第2节 分子的立体构型》导学案(无答案

江苏省南通市海安县实验中学2020高中化学《第二章杂化轨道理论简价第2节分子的立体构型》导学案（无答案）新人教版选修3

【学习目标】

1、知识与技能目标

（1）理解杂化的概念、杂化轨道的形成和类型，能运用杂化轨道理论分析和解释分子的结构，判断分子中的成键情况。

2、过程与方法目标

（１）通过学生对杂化轨道理论的分析、认识和理解，培养学生的抽象思维和辩证思维能力。（2）在学习过程中，激发学生的学习兴趣和求知欲。

（3）培养学生从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。

3、情感态度·价值观目标

（１）通过对杂化轨道理论的分析、认识和理解，培养学生怀疑、求实、创新的精神。（2）通过观察模拟微观结构的三维动画，增强空间想象能力。

【教材助读】（阅读课本P28-P30，自学填空）

（1）杂化轨道

定义：在外界条件影响下，

，简称杂化轨道。杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更，从而使它与其他原子的原子轨道重叠的程度更大，形成的共价键更。通常，有多少个原子轨道参加杂化，就形成个杂化轨道。

（2）杂化轨道的类型

○1sp3杂化：

CH4分子形成时，分子中碳原子的杂化轨道是由一个轨道和三个轨道重新组合而成的，这种杂化称为，生成的个杂化轨道则称为。鲍林还根据精确计算得知每两个之间的夹角为。

氨分子形成时，氮原子中的原子轨道也发生了杂化，生成四个sp3杂化轨道，但所生成的四个杂化轨道中，只有三个轨道各含，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个键，另一个sp3杂化轨道中已有，属于，不能再与氢原子形成一个σ键了。所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。呈形，键角。

○2sp2杂化

sp2杂化是由一个轨道和个轨道组合而成的。sp2杂化轨道间的夹角是，呈形。

如乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp2杂化。每个碳原子以

的方式重叠，该轨道上的电子配对形成一个键。这样，在乙烯分

子中的碳原子间，存在一个键和一个键。

○3sp1杂化

sp1杂化轨道是由一个轨道和一个轨道组合而成的。sp1杂化轨道间的夹角是，呈形。如BeCl2分子和C2H2分子中都是sp1杂化。

2.苯分子的空间构型

分子式

结构式

苯分子中每个碳原子的原子轨道发生杂化，由此形成个杂化轨道，这样，每个碳原子两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的sp2轨道上的电子配对形成σ键，于是六个碳原子形成一个大碳环；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成键，同时，每个碳原子上还有一个与碳环垂直的，它们均含有。这六个碳原子的2p轨道相互平行，它们以方式相互重叠，从而形成含有六个电子属于六个原子的π键。人们把这种在的π键称为大π键，所以，在苯分子中，整个分子呈形，六个碳碳键完全相同，键角皆为1200。

【预习反馈】（5分钟）：

1．预习作业成果及上一节课问题拓展成果展示：

教师选定任一小组展示预习成果（可通过投影仪）

2．小组辩论

各小组对预习作业中的不同意见展开辩论、修正和补充。

3．预习效果检测

1、下列关于杂化轨道的说法错误的是（）

A.所有原子轨道都参与杂化。

B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化。

C.杂化轨道能量集中。有利于牢固成键。

D.杂化轨道中一定有一个电子。

2.根据价电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式分别为；（）

A.直线形SP杂化。

B.三角形SP2杂化。

C.三角锥形SP2杂化。

D.三角锥形SP3杂化

【课堂探究】（25分钟）

学生活动1：（5分钟）

[自主探究]（1）碳原子的价电子排布的轨道表达式是什么？

（2）从碳原子的价电子排布的轨道表达式中可以看出碳原子有几个未成对电子？按照共价的饱和性，碳原子应该只能形成几个共用电子对？

（3）CH4中碳形成了几个共价键？这与共价键的饱和性是否矛盾？化学上是如何

解决这对矛盾的？

[小组合作]在个人完成过程中展开小组合作，互帮互学，最后形成小组结论。

[展示交流]由教师任意选择一个小组通过投影仪展示小组成果。

[小组反驳]其它小组就不同意见展开反驳。

[教师归纳]教师评判，确定结论。

学生活动2：（10分钟）

[自主探究]（1）通过刚才的分析在甲烷分子的形成过程时，碳是以激发态与四个氢原子化合成分子的，这样很好地解决了共价键的饱和性，但我们知道碳的2P轨道上有三个未成对电子，这三个P电子的电子云的对称轴相互垂直，所以，按照共价键的方向性，应该形成相互垂直的σ键，但我们知道甲烷分子中四对共价键的三个键参数都相同，键角为109028，，对于这个矛盾化学家是如何解决的呢？

（2）H2O、NH3中原子形成分子时，中心原子是否也是以激发态与氢原子形成分子的？

这两个分子中的中心原子是否也是采取了SP3杂化？为什么这两个分子中的键角比109028，略小？

[小组合作]在个人完成过程中展开小组合作，互帮互学，最后形成小组结论。

[展示交流]由教师先后任意选择一个小组通过投影仪展示小组成果。

[小组反驳]其它小组就不同意见展开反驳。

[教师归纳]教师评判，确定结论。

学生活动3：（10分钟）

（1）如何分析和理解乙烯分子中碳原子的杂化情况？

（2）如何分析和理解乙炔分子中碳原子的杂化情况？

（3）通过对三种轨道杂化情况的分析，你认为杂化轨道能否形成π键？杂化轨在原子配对成键时的作用是什么？

（4）你认为分子中心原子的孤电子对和σ键与杂化轨道类型有什么联系？

（5）填表：

分子CO2 BF3 CHCl3 SO3 SO2 PCl3 CH2O HCN H2S

孤电子对+

σ键数目

杂化轨道类

型

价层电子对

构型

分子空间构

型

采用形式同上，但5题由五个不同小组先后展示。

【当堂检测】：（10分钟）

1.下列分子的空间构型是正四面体形的是（）

○1CH4 ○2NH3 ○3CF4 ○4SiH4 ○5C2H4 ○6CO2

A.○1○2○3

B.○1○3○4

C.○2○4○5

D. ○1○3○5

2.下列关于杂化轨道的说法错误的是（）

A.所有原子轨道都参与杂化。

B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化。

C.杂化轨道能量集中。有利于牢固成键。

D.杂化轨道中一定有一个电子。

3.根据价电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式分别为；（）

A.直线形SP杂化。

B.三角形SP2杂化。

C.三角锥形SP2杂化。

D.三角锥形SP3杂化。

4.下列关于SO2与CO2分子的说法正确的是；（）

A .都是直线形结构。 B.中心原子都是采取SP杂化。

C.S原子和C原子上都没有孤对电子。

D.SO2为V形结构。CO2为直线形结构。

5.能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而为正四面体结构的是（）

A.两个键之间夹角为109.28.

B.C-H键为极性键。

C. 4个C-H键的键能和键长相同。D。碳原子的价电子都参与成键。

6.已知CO2 BF3 .CH4 SO3.都是非极性分子，NH3.H2S.H2O.SO2.都是极性分子，由此可知ABn形分子是非极性分子的经验规律是（）

A.分子中所有原子在同一平面。

B.分子中不含氢原子。

C.在ABn型分子中，A元素为最高正价。

D.在ABn型分子中，A原子最外层电子都已成键。

7.下列分子的中心原子杂化轨道的类型相同的是（）

A.CO2和SO2.

B.CH4和NH3.

C.BeCI2 和BF3.

D.C2H2和C2H4.

8.原子轨道的杂化不光出现在分子中。原子团中同样存在原子的杂化。在SO42-中S原子的杂化方式是（）