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分子的空间结构. 1 .杂化轨道理论简介、分子空间构型 拓展视野:价层电子对互斥理论;等电子原理 2 .分子空间构型与分子的极性 3 .手性碳原子与 手性分子(对映异构). 中心内容:分子结构怎样影响物质性质的关系. 通过具体实例了解 分子的空间构型的含义 、 能运用原子轨道、杂化轨道理论 说明简单分子的空间构型; 了解如何运用结构原理分析、 判断分子的空间构型 ( 运用 价电子对互斥理论 确定分子的空间构型,运用 等电子原理 判断简单分子或离子的空间构型); 认识分子的极性并能简单说明 分子极性的缘由、 对物质某些物理性质的影响;
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分子的空间结构 1.杂化轨道理论简介、分子空间构型 拓展视野:价层电子对互斥理论;等电子原理 2.分子空间构型与分子的极性 3.手性碳原子与手性分子(对映异构)
中心内容:分子结构怎样影响物质性质的关系 通过具体实例了解分子的空间构型的含义、 能运用原子轨道、杂化轨道理论说明简单分子的空间构型; 了解如何运用结构原理分析、判断分子的空间构型(运用价电子对互斥理论确定分子的空间构型,运用等电子原理判断简单分子或离子的空间构型); 认识分子的极性并能简单说明分子极性的缘由、对物质某些物理性质的影响; 认识手性分子的特点; 能通过实例说明分子立体结构对物质性质(极性、稳定性、手性、物理性质的相似性等)的影响; 能运用分子结构的原理说明生产生活中的一些相关问题。
认识杂化轨道 理解分子构型 说明物质性质 图4-8 NH3、H2O分子结构示意图 编写思路 揭示分子构型与物质性质的关系 结构模拟 极性、旋光性、溶解性
杂化轨道 在成键时,能量相近的原子轨道形成杂化轨道。
有机分子 CH4 CH2=CH2 CH≡CH C6H6 碳原子轨道 杂化方式 sp3 sp2 sp sp2 分子形状特点 正四面体 平面结构 直线型 平面结构
分子空间构型的教学 从化学2 已学实例出发: HCl、H2S、CH4 ,讨论: 1. 分子的组成决定与什么?成键原子的化合价、形成共用电子对的数目。 2. 分子的空间结构决定于什么?---杂化轨道理论 3. 分子空间结构的预测、解释与判断的一些理论----价电子对互斥理论、等电子原理。 4. 为什么有对映异构?手性碳原子的存在形成具有对映异构体的手性分子。
关于分子空间结构的推测 1。运用杂化轨道概念---如甲烷、乙烯、二氧化碳分子的空间构型 CO2 C原子以SP杂化轨道与两个O原子的 一个 P电子形成σ键,C原子的两个P电子分 别和两个 O原子的另一个P电子和孤对电子形成两个三电子键。 2。价层电子子对互斥理论(VSEPR)---分子中的价电子对(成键电子对和孤对电子)由于相互排斥,尽可能趋于彼此远离,形成单键的价电子对,在空间尽可能取对称结构,使电子对斥力最小。 价电子对数目n=2、3、4,电子对几何分布呈直线、三角形、正四面体。以此,可以确定分子构型。
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5,6,分子构型为直线形、三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6。价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5,6,分子构型为直线形、三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6。 分子中价电子对数目n=(中心原子价电子数+所有配位原子提供的价电子数)/2 如,CO2 n=(4 + 0)/2=2 价电子对按直线分布,两C=O 键夹角为1800; H2O n=(6 + 2)/2=4 价电子对按四面体分布,两对孤对电子的斥力使两O-H键夹角变为104.50; NH3 n=(5 + 3)/2=4 价电子对按四面体分布,一对孤对电子的斥力使三个N-H键夹角变为106.45/。
3。用等电子原理判断:具有相同原子数(或重原子数)的分子或离子,如果有相同的电子数(或价电子数),则具有相同的结构特点。 如 CO、N2、C22-、C2H2(10 个价电子、2个原子),直线型; CO2、N2O、C3H4(16 个价电子、3个原子),直线型; O3、SO2、NO2-(18个价电子、3个原子),角形; NO3-、CO32-、BO33-、SO3(24个价电子、4个原子)三角形 固体等电子体:金刚石、AlP、Si、AgI(8个价电子、2个原子) 4。从分子的偶极矩判断— 5。从是否形成离域键π或多中心键判断 备课参考
初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子的空间结构初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子的空间结构 1919年Langmuir提出等电子原理: 原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 理论发展:具有相同价电子数和相同原子数(H除外)的分子或离子可能具有相似的结构特征。 具有相同价电子数(或电子数)和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,它们的某些物理性质也很相似。这些物质互称为等电子体。 如,CO与N2(2原子10电子,键型物性相似), Si与Ge、AlP、GaAs(2原子8电子,半导体), SiCl4与SiO44-、SO42- (5原子32电子,正四面体构型)。 NH4+与CH4 、BH4-(5原子8电子,正四面体构型)。 备课参考
备课参考 ABm型分子价电子对数n的计算:(O与S配位原子以不提供计价电子计) n=(中心原子的价电子数+各个配位原子提供的价电子数)/2 孤对电子、重键电子对斥力较大,会影响分子几何构型。 如 NH3 4原子成三角锥形键角107.3; H2O 3原子成三角形键角104.5; O=CCl2 4原子成三角形,键角124.3、111.4。
了解极性有无的含义与判断方法、对物质性质的影响了解极性有无的含义与判断方法、对物质性质的影响 极性有无决定于 :正负电荷中心是否重合(电偶极矩为0) 正负电荷中心是否重合决定于:键的极性与分子构型 分子构型主要考察:配位原子是否对称分布(怎么理解对称?)在中心原子周围使键的极性抵消。 (为什么NH3、H2O中H原子不认为是对称分布在中心原子周围?) 分子的极性 初步了解对映异够构体及其形成原因与学习的意义 从物体与镜像、海螺壳旋向、攀缘缠绕植物的茎蔓旋向引入手性,认识手性现象的普遍性; 理解镜像、叠合与重合的含义。 理解认识对映异构体性质差异的重要性。 手性分子和手性碳原子
认识配合物 学习目标:能说明简单配合物的成键情况。 1.人类对配合物结构的认识(配合物的成键情况) 问题解决:通过实例讨论配合物的形成条件、成键情况 2.配合物的结构与性质 交流讨论:配合物的顺反异构 3.配合物的应用 活动与探究—拓展视野:通过实验与资料阅读,了解配合物的的应用
Cu(NH3)42+ Zn(NH3)42+ 几种配合物的空间构型 认识配合物结构 了解结构与性质的关系 叶绿素结构示意图 配合物的应用 碳铂的结构模型 编写思路 观察铜氨离子的形成 实验 顺反异构
配合物的形成与结构 1。通过实验分析认识配合物的形成与应用—CuSO4与过量氨水作用不生成沉淀,难检验出NH3与Cu2+,可检验出SO42- ,用硝酸溶解后,恢复蓝色,可用碱检验出NH3,说明NH3与Cu2+的结合。 2。通过NH3形成NH4+的分析,认识配为位键的形成,应用于分析NH3与Cu2+结的结合,认识Cu(NH3)42+的结构,配位键形成的条件。
Ag(NH3)2+ H2O H3N NH3 Cu H3N NH3 Zn(NH3)42+ H2O 配合物的结构