化学人教版 (2019)第二节 分子的空间结构第三课时练习题

课程基本信息

课题

《分子的空间结构》（第三课时）

教科书

书名：物质结构与性质                            

出版社：人民教育出版社          出版日期：  2020年5月

教学目标

教学目标：

结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型(sp3、sp2、sp)，能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构

教学重点：判断杂化轨道类型

教学难点：应用杂化轨道理论解释分子的空间结构

教学过程

时间

教学环节

主要师生活动

2min

环节一

设置驱动问题，激发学生的学习动机

引入：依据价层电子对互斥模型预测甲烷分子的空间结构呈正四面体形，且实验测得甲烷分子中的4个C-H的键长相同，H-C-H的键角为109°28′。依据价键理论，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球型的2s原子轨道，用它们与4个氢原子的ls原子轨道重叠不可能得到正四面体形甲烷分子。

由已知的事实引起学生的认知冲突。

3min

环节二

分析甲烷中碳原子sp3杂化的过程

驱动问题：怎样解释甲烷分子的空间结构呈正四面体形呢？

甲烷为例，结合教材中的sp3杂化轨道图示和模拟动画视频，分析sp3杂化的含义，以及杂化后与氢原子成键的过程。

2min

环节三

归纳杂化轨道理论的要点

强调在外界条件的影响下，原子内能量相近的原子轨道重新组合为具有不同空间分布特点的新的杂化轨道，使得分子呈现不同的空间结构。

使用杂化轨道理论时需注意，杂化轨道只能用于形成σ键(或者用于容纳孤电子对)形成T键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。

遵循能量最低原理，轨道成键时要满足化学键间最小排斥，有利于轨道间的重叠。

3min

环节四

用杂化轨道理论解释氨分子和水分子的结构

在此基础上，推测VSEPR模型都为正四面体形的氨分子和水分子的中心原子的杂化也为sp3杂化。

问题：怎样用杂化轨道理论解释氨分子和水分子的空间结构?

3min

环节五

杂化轨道类型

介绍sp3 sp2 sp杂化，总结出 VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系。

10min

环节六

VSEPR模型和杂化轨道理论联用

先计算价层电子对数，然后确定分子或离子的VSEPR理想模型，最后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。

预测和解释BF3、乙烯、乙炔的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。

1min

环节七

总结提升

明确它们功能和关系：分子的空间结构可以通过光谱测定，VSEPR模型是预测模型，杂化轨道理论是解释模型。将VSEPR模型和杂化轨道理论联用可以很好地预测和解释简单分子或离子的空间结构。