第2课时 杂化轨道理论简介 配合物理论简介
第2课时 杂化轨道理论简介
配合物理论简介
1．了解杂化轨道理论的基本内容。
2．能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。(重点)
3．了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键情况。(难点
)
1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
在形成CH 4分子时，碳原子的一个2s 轨道和三个2p 轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp 3杂化轨道。四个sp 3杂化轨道分别与四个H 原子的1s 轨道重叠成键形成CH 4分子，所以四个C —H 键是等同的。
可表示为
2．杂化轨道的类型与分子立体构型的关系
[思考探究]
在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程，叫做轨道的杂化。双原子分子中，不存在杂化过程。例如sp杂化、sp2杂化的过程如下：
问题思考：
(1)观察上述杂化过程，分析原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？
【提示】杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同，杂化后，形成的一组杂化轨道能量相同。
(2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道？
【提示】不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与3p不在同一能级，能量相差较大。
(3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的立体构型？
【提示】NH3分子中N原子的价电子排布式为2s22p3。1个2s轨道和3个2p经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另1个杂化轨道中是成对电子，不与H原子形成共价键，sp3杂化轨道为正四面体形，但由于孤电子对的排斥作用，使3个N—H键的键角变小，成为三角锥形的立体构型。
H2O分子中O原子的价电子排布式为2s22p4。1个2s轨道和3个2p轨道经
人教版化学选修三2.2《分子的立体构型-杂化轨道理论简介》课程教学设计
第二章第二节分子的立体构型 杂化轨道理论简介教学设计 【教学目标】 1．知识与技能：理解杂化轨道的概念及其要点，运用这一理论分析和解释分子立体构型。2．过程与方法：在学习过程中，培养空间抽象思维能力、逻辑辩证思维能力、总结归纳能力、合作协调能力和动手实践能力。学习从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。3．情感目标：培养怀疑、求实、创新的科学精神；激发学习兴趣，增强集体凝聚力。 【教学重点】 1.杂化轨道理论的要点 2.运用杂化轨道理论判断分子立体结构。 【教学难点】 1.杂化轨道理论 2.根据杂化轨道理论判断分子立体结构 3.有机化合物中碳的成键特征。 【教学方法】 1.采用动画演示，自制粘土混杂演示，自制气球模型，自制球棍模型，图片展示等把抽象的杂化过 程和分子立体结构形象化，易学易懂，生动有趣。 2.充分调动小组合作学习，小组竞比，激发学习热情。 3.适时总结归纳知识，练习落实，提高学习能力。 【学习方式】组内讨论、合作共学；组间PK、互补共进； 老师组织、点评解惑；课后检测、查漏补缺。 【学情分析】 1．知识方面：学生刚刚学习了第二节的“形形色色的分子”和“价层电子对互斥理论”，有一定的价键理论知识。 2．能力方面：高二的学生具备一定的空间想象能力和学习探究能力，但还不够。教学时利用小组合做模型，把抽象的知识形象化，利用小组互帮互助，优扶差共同进步。 3．学习模式方面：班级小组合作学习模式还在试行探索阶段，需要不断创新，激发小组激情。
【学习过程】 开课：明确学习目标和学习方式，激励小组互助，小组竞争学习，激发学习热情。 活动一：检查预学案，复习旧知识，发现新问题 引导学生复习甲烷的结构特点和C 的价电子排布图，从键数、键能、键长、键角、构型各方面观察，发现C 的价电子排布与CH 4的结构之间的矛盾之处。顺势引出杂化轨道理论。 注意：充分考虑学生学习能力，设计学案时，设置多空细致引导，循循善诱，让学生通过引导和讨论成功发现C 的价电子排布与CH 4的结构之间的矛盾之处。培养探究能力和怀疑精神。 活动二：老师主讲，解惑杂化，提炼方法 1．提出教材上没有明确给出的杂化的概念：原子中能量相近的几个轨道间通过重组混杂，形成相同 数量的几个新轨道的过程。所形成的轨道叫做杂化轨道。 2. 以甲烷为例，配以价电子排布图讲解： 。 3. 配以动画演示： 4.配以粘土现场展示杂化过程： 老师用蓝色球形粘土做s 轨道，红色哑铃形粘土做p 轨道，现场演示杂化过程，展示和讲解细节。 5.配以表格总结知识，落到实处： 6.配以自制的四色正四面体形的气球模型，结合价层电子对互斥理论，提炼分析分子结构的学习方法。 注意：此环节是新知识和重难点，由教师主讲，条理一定要清晰，细节要仔细展示，充分运用各种教具让知识生动有趣，形象易懂。 参与杂化的原子轨道 形成的杂化轨道和数目 杂化轨道间夹角 杂化轨道空间构型
人教版化学选修三2.2《分子的立体构型(第一课时)价层电子对互斥理论》课程教学设计
人教版化学选修3第二章第二节《分子的立体构型》第一课时 《价层电子对互斥理论》教学设计 一、教材分析 内容标准要求认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。价层电子对互斥理论是新课程人教版《化学》选修三第二章“分子结构与性质”第二节的内容，是高中化学新课程教材中新增的内容，它建立在共价键的分类、键参数、 电子式的书写等基础知识之上，来预测AB n 型共价分子的立体构型，使学生对已有认知中 “CO 2分子为直线型、H 2 O分子为V型、CH 4 分子为正四面体型”等知识有更深层的认识。 第一节的共价键为其做铺垫，而后面的杂化轨道理论又可以与之相辅相成的共同解决分子立体构型的问题。 二、学情分析 通过对《共价键》的学习，同学们对共价键分类、键参数、电子式的书写等基础知识有一定的掌握，对“由相同数目的原子组成的分子，其构型有很大差异”的疑问是其学习价层 电子对互斥理论的驱动力。 三、教学目标 1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行解释和预测。 2.知道分子的结构可以通过波谱、X-射线衍射等技术进行测定。 四、教学重难点 重点：利用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的立体结构 难点：价层电子对互斥理论模型；价层电子对数、孤电子对数的计算 五、教学过程 环节一：利用分子的微观图片，创设情境，引发兴趣。 【引入】展示教材图片——形形色色的分子。为什么这些分子会有如此的立体构型呢？而同 样是AB 2型分子，为什么CO 2 为直线形，H 2 O为V形？今天我们通过学习“价层电子对互 斥理论”来解释这一现象。 环节二：以NH 3 为例，演示利用价层电子对互斥理论预测分子构型的步骤，帮助学生建立理论模型。 【教师活动1】以NH 3 为例，演示利用价层电子对互斥理论预测分子构型的步骤：①确定中心原子（分子中原子数少的为中心原子）②确定σ键电子对③确定孤电子对数④确定中心
杂化轨道理论示范课教案
杂化轨道理论示范课教案（40分钟） 安徽大学化学化工学院 2010-11-03 教学内容：无机化学(武汉大学编第三版，上册)， 第四章第四节共价键理论(§4-2-2杂化轨道理论)。 教学目的：学生会运用杂化轨道理论解释并预测简单分子空间构型。 教学方法：启发式讲授法。 教学重点：1，使学生理解并掌握sp3、sp2、sp三种杂化轨道。 2，从共价键本质(电子云最大交盖)，能量最低原理去解释共价键键角和分子空间构型。 3，培养学生观察和思考习惯，训练学生将抽象理论用简单语言表述的能力。 教学难点：1，突破价键理论(电子配对法)的束缚，初步建立价电子离域概念，为分子轨道理论做铺垫。 2，学会处理多原子分子的中心原子价电子轨道杂化方式，解释不等性杂化分子(NH3，H2O)“偏离”sp3杂化的正常空间构型。 教学步骤： 一，组织教学(0.5分钟) (集中学生注意力，引入学习状态)，宣布上课。 二，复习旧知导入新课(1.5分钟) 简略回顾上一节课内容(板书课题：共价键理论)。 接着提问：根据价键理论，原子间能形成共价键的基本条件是什么？ 带领学生回答并板书(单个价电子；电子云最大交盖。板于黑板右上方) 评价价键理论的成功(阐述了共价键的本质，处理简单分子H2，HCl等很成功)之处，同时指出价键理论解释某些分子(CH4)空间构型遇到困难(板书CH4于黑板中右方) 。 三，讲授内容安排 2杂化轨道理论(课题) (1) sp3杂化(课题，10分钟) 带领学生分析C原子结构； 写出C原子电子排布式和轨道表示式(板书于黑板左上方)； 陈述CH4结构实验数据(键参数)；
引导学生提出激发概念，(2s电子跃迁到2p轨道)； 提出2s和2p轨道混合思想，引出轨道杂化概念； (1个s和3个p杂化，概念类比：1斤标准面粉+3斤富强面粉：“杂化面粉”)。 杂化方式：sp3轨化(板书) 轨道形状：(徒手画sp3杂化轨道于黑板左方) 轨道总数：4个sp3杂化轨道(板书，强调：1个s，3个p，总轨道数守恒) 空间分布：正四面体(为什么？能量最低原理，用手演示正四面体) (徒手画于黑板中右方与CH4对应) 轨道夹角：109°28′(板书) 带领学生画出CH4分子中4个共价C-H 键(在轨道正四面体分布的徒手画上进行)。(此时补上课题，板书：2杂化轨道理论 (1) sp3杂化) 当堂练习(2分钟)：请预测CCl4分子空间构型； 如果sp3杂化的C-C连接是什么结构？(金刚石结构)。 (2) sp2杂化(8分钟) 讲述：sp3杂化轨道理论很好地解释了CH4结构，如何预测CH2CH2(板书)空间构型？带领学生写出C原子电子排布式和轨道表示式(板书于黑板中左上方)； 2s电子激发到2p轨道(板书于黑板中上方)； 1个s和2个p轨道杂化(剩余1个p轨道未参与杂化，且该p轨道有1个电子)； 杂化方式：sp2杂化(板书) 轨道形状：(徒手画sp2杂化轨道于黑板左方) 轨道总数：3个sp2杂化轨道(板书，1个s，2个p，剩余的p轨道垂直于sp2杂化平面) 空间分布：平面正三角形(为什么？能量最低原理，用手演示平面正三角形) (徒手画于黑板中右方与CH2CH2对应) 轨道夹角：120°(板书) 带领学生画出CH2CH2空间结构(用双手演示C-C，C-H单键，C-C双键形成) 当堂练习(2分钟)：请预测BCl3分子结构。 如果sp2杂化的C-C连接是什么结果？(石墨烯，2010诺贝尔奖)。 (3) sp杂化(6分钟) 请预测CHCH(乙炔)分子结构(板书于黑板右上方)
高中化学优质教案 杂化轨道理论 教学设计[选修](1)
学习目标： 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。 导学提纲： 1.（自学、讨论）鲍林提出杂化轨道理论的目的是什么？什么是杂化轨道？ 提出杂化轨道理论的目的：合理解释分子的空间构型。 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。 2.（自学、讨论）甲烷分子的轨道是如何形成的？ 3.（思考、讨论）阅读教材P39～40，并查阅相关资料，请思考：轨道进行杂化时，轨道的 数量、能量、以及在空间的分布（形状）是否发生了变化？如果变化，又是如何改变的？ 请分别以sp、sp2、sp3杂化轨道为例说明。 轨道进行杂化时，轨道的数量没有发生改变，但轨道的能量、以及在空间的分布（形状）均发生了变化。 sp 杂化：同一原子中ns-np 杂化成新轨道：一个s 轨道和一个p 轨道杂化组合成两个新的sp 杂化轨道。杂化轨道间的夹角为180°，分子的几何构型为直线形。 sp2杂化：同一个原子的一个ns 轨道与两个np 轨道进行杂化组合为3个sp2杂化轨道。杂化轨道间的夹角为120°，分子的几何构型为平面正三角形。 sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的sp3杂化轨道。杂化轨道间的夹角为109°28′，分子的空间正四面体或V型、三角锥型。 4.（思考、讨论）怎样判断有几个轨道参与了杂化？中心原子杂化轨道的类型与价层电子
对互斥理论（VSEPR）中的“价层电子对”有何对应关系？中心原子上的价层电子对为 2、3、4、5、6时，该中心原子形成的分别是什么样的杂化轨道？ 中心原子的孤电子对数与相连的其他原子数之和（即：孤电子对数＋σ键电子对），就是杂化轨道数。 杂化轨道数也就是中心原子价层电子对数。 【练一练】 分子或离子CO2SO2H2O NH4＋CO32－中心原子价层电子对数 2 3 4 4 3 杂化轨道类型sp sp2sp3sp3sp2 分子或离子SO32－BF3CH4H3O＋PCl5中心原子价层电子对数 4 3 4 4 5 杂化轨道类型sp3sp2sp3sp3sp3d 5.（思考、讨论）任何情况下轨道都可以发生杂化吗？应用杂化轨道理论时应注意什么？ ⑴杂化只有在形成分子时才会发生； ⑵能量相近的轨道方可发生杂化； ⑶杂化轨道成键时满足最小排斥原理，从而决定键角； ⑷杂化轨道只用来形成σ键或容纳孤对电子，未参与杂化的p轨道方可用于形成π键。 6.（思考、讨论）水、甲烷、氨气中心原子均为sp3杂化，为什么甲烷的键为109°28′？ 水的键角为105°？氨气的为107°？ 排斥力：孤-孤＞孤-共＞共-共。 7.（思考、讨论）已知有机化合物中的碳原子的轨道全部是杂化轨道类型。你如何理解 CH4、C2H4、C2H2、C6H6的分子构型？又如何理解烷烃的碳链形状是锯齿形，而不是直线型？
杂化轨道理论(图解)
杂化轨道理论(图解）一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz dz2 dx2-y2dxy dxz dyz 二、共价键理论和分子结构 ㈠、共价键理论简介 １、经典的化学键电子理论： 1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实，提出各元素原子总是力图（通过得失电子或共用电子对）使其最外层具有８电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出，原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent [k?u`veilent]bond[b?nd])。用黑点代表价电子（即最外层s，p轨道上的电子），可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构。为了方便，常用短线代替黑点，用“－”表示共用１对电子形成的共价单键，用“＝”表示２对电子形成的共价双键，“≡”表示３对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子(lone[l?un]pair[pε?]electron[i`lektr?n])。Lewis结构式的书写规则又称八隅规则（即８电子结构）。 评价贡献：Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。局限性：①、未能阐明共价键的本质和特性；②、八隅规则的例外 PCl5SF6BeCl2BF3NO，NO2… 中心原子周围价电子数101246含奇数价电子的分子… ③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的（即它们在磁场中表现出磁性）例如O2。 ２、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。1931年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954年诺贝尔化学奖。 ３、1928年－1932年，德国的洪特和美国的马利肯两位化学家提出分子轨道理论，简称MO理论。马利肯由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。 MO法和VB法是两种根本不同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在一定条件
杂化轨道理论(图解)
杂化轨道理论(图解） 一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz dz2 dx2-y2dxy dxz dyz 二、共价键理论和分子结构 ㈠、共价键理论简介 １、经典的化学键电子理论： 1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实，提出各元素原子总是力图（通过得失电子或共用电子对）使其最外层具有８电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出，原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalent [k?u`veilent]bond[b?nd])。用黑点代表价电子（即最外层s，p轨道上的电子），可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体原子的电子结构。为了方便，常用短线代替黑点，用“－”表示共用１对电子形成的共价单键，用“＝”表示２对电子形成的共价双键，“≡”表示３对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子
(lone[l?un]pair[pε?]electron[i`lektr?n])。Lewis 结构式的书写规则又称八隅规则（即８电子结构）。 评价贡献：Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。局限性：①、未能阐明共价键的本质和特性；②、八隅规则的例外很多。 PCl 5SF6BeCl 2 BF3NO，NO2… 中心原子周围价电子数10 12 4 6 含奇数价电子 的分子 … ③、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁性的（即它们在磁场中表现出磁性）例如O2。 ２、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。1931年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954年诺贝尔化学奖。 ３、1928年－1932年，德国的洪特(F.Hund)和美国的马利肯(R.S.Mulliken)两位化学家提出分子轨道理论，简称MO 理论。马利肯(R.S.Mulliken)由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。 MO法和VB法是两种根本不同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在一定条件下它们具有等价性。 O2 ：2 O原子电子组态 1s2 2s2 2p4 →O2，8×2=16个电子，外层电子：12个电子，
分子的立体构型教案
《分子的立体构型》教案 授课人：龚韦韦 一、教学目标 1、知识技能：①正确理解价层电子对互斥理论。 ②学会分析分子的立体构型 ③理解分子的杂化轨道概念的基本思想及三种主要杂化方式 2、能力培养：①通过价层电子对互斥理论的学习，提升学生化学理论素养。 ②通过探究分子的立体构型，培养学生空间想象能力。 3、情感目标：培养学生独立思考、积极进取的精神和严谨、细致的科学态度，并提高用数学的思想解决化学问题的能力。 二、考纲要求： 1、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。 2、能用VSEPR 模型预测简单分子或离子的立体结构。 3、了解简单配合物的成键情况。 三、重点难点 分子的立体构型和价层电子对互斥理论 四、教学策略和手段 探究式教学法、模型构造、学生自主学习、多媒体 五、课前准备 课件制作、学案 六、教学过程 【情景再现】CH 4分子形成 【考点解读】 考点一. 杂化轨道理论 1、杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化 2、杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道 3、杂化轨道类型 C H H H H 109°28′ C 的基态 2p 激发态 2p 杂化3sp
杂化 类型 杂化轨 道数目 杂化轨 道间夹角 空间构型实例sp 2 180°直线形BeCl2 sp2 3 120°平面三角形BF3 sp3 4 109°28′正四面体形CH4 例题：蛋白质由多肽链组成，其基本单元如下图 （1）指出分子中共价键的类型及数目？ （2）在图中用小红点标出孤对电子。 （3）在此基本单元中，采取SP3杂化的原子为，采取SP2杂化的原子为； 【总结】 要判断杂化类型必须要知道原子价层电子对的情况，即σ电子对和孤电子对。【思考】如何判断σ电子对和孤电子对？ 经验公式(对于ＡＢm型分子) σ电子对：与中心原子成键的原子个数——m 孤电子对数= （a－bm）÷2 =（中心原子价电子数－每个配位原子最多能接受的电子数×m）÷2 【练习】 1、《高考365》P84 考点例析1下列物质的杂化方式不是SP3杂化的是（） A NH3 B CH4 C CO2 D H2O 2、下列分子和离子中，中心原子的价电子对几何构型不为四面体的是（） A、NH4+ B、SO2 C、SO42- D、OF2 价层 电子 对数 杂化类 型 σ电子 对数 孤电 子对 数 价层电子对空 间构型 分子空间构型实例 2 SP 2 0 直线形直线形CO2 3 SP2 3 0 平面三角形 平面三角形BF3 2 1 V形SnBr2 4 SP3 4 0 正四面体形 正四面体形CH4 3 1 三角锥形NH3 2 2 V形H2O
图解杂化轨道理论
一.杂化轨道理论的基本要点 （1）概念：原子在形成分子时，为了增强成键能力，同一原子中能量相近的不同类型（s 、p 、d…）的几个原子轨道可以相互叠加进行重新组合，形成能量、形状和方向与原轨道不同的新的原子轨道。这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道。 （2）注意事项： ①、只有在形成分子的过程中，中心原子能量相近的原子轨道才能进行杂化，孤立的原子不可能发生杂化。②、只有能量相近的轨道才能互相杂化。常见的有：ns np nd ，(n-1)d ns np ； ③、杂化前后，总能量不变。但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠，即杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力增强，形成的化学键的键能大。这是由于杂化后轨道的形状发生了变化，电子云分布集中在某一方向上，成键时轨道重叠程度增大，成键能力增强。 ④、杂化所形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数目，亦即杂化前后，原子轨道的总数不变。⑤、杂化轨道的空间构型取决于中心原子的杂化类型。不同类型的杂化，杂化轨道的空间取向不同，即一定数目和一定类型的原子轨道间杂化所得到的杂化轨道具有确定的空间几何构型，由此形成的共价键和共价分子相应地具有确定的几何构型。 什么叫杂化？同一原子的能量相近的原有的原子轨道“混杂”起来，重新组合形成新轨道的过程，叫做杂化。什么叫杂化轨道？新组合的原子轨道叫做杂化轨道。 为什么要杂化？杂化轨道形成的化学键的强度更大，体系的能量更低。杂化的动力：受周围原子的影响。 为什么杂化后成键，体系的能量降低？杂化轨道在一个方向上更集中，便于轨道最大重叠。 杂化轨道的构型决定了分子的几何构型：杂化轨道有利于形成σ键，但不能形成π键。由于分子的空间几何构型是以σ键为骨架，故杂化轨道的构型就决定了其分子的几何构型。 二.最常见的杂化轨道类型简介 杂化轨道基本类型sp sp 2 sp 3 参加杂化的原子轨道 1个s 和1个p 1个s 和2个p 1个s 和3个p 杂化轨道数目2个sp 杂化轨道 3个sp 2杂化轨道 4个sp 3杂化轨道 每个杂化轨道的成分21s ，2 1p 31s ，3 2p 41s ，4 3p 杂化轨道间的夹角 180° 120°109°28′ 课题：杂化轨道理论解读 总第( )期 命题人：
高中化学_杂化轨道与分子构型教学设计学情分析教材分析课后反思
第二节杂化轨道和空间构型 【学习目标】 1.复习巩固电子式、共价键、σ键、π键、键参数。 2.理解掌握杂化轨道、价层电子对、会计算价层电子对数，理解中心原子轨道 和分子构型的关系。 重难点：杂化轨道理解计算，杂化轨道和分子构型的关系 【回顾旧知识】 1、共价键的实质： 2、σ键、π键的形成过程 3、单键双键三键的组成 4、写出下列物质的电子式 N2HCl CO2H2O NH3BF3CH4 【开启新知识】 一、活动探究 发挥自己的想象，各小组用橡皮泥把下列物质可能的形状捏出来 CO2H2O NH3BF3CH4 提示：原子用球，键用牙签 成果展示
疑问：CO2H2O的组成都是一个中心原子，两个被结合原子，分子组成一样，构型为什么不一样？ 问题分析： 分子构型是由共价键的和决定的 共价键的实质是 也就是说，分子长什么样和共用电子对所处的轨道夹角有关系 二、杂化轨道理论 1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，碳原子的一个轨道和三个轨道发生混杂，形成四个能量相等的杂化轨道。四个杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。可表示为
2．杂化轨道的类型 问题思考： (1)观察上述杂化过程，分析原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？ (2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道？ 三、确定杂化轨道数目及类型 对AB m形分子来说 杂化轨道数目=σ键+ 孤电子对数 =m +练练手A原子的价电子数－m×B原子最多还能容纳的电子数 2
【巩固练习】 学情分析 学生在学习本部分内容之前，学习了共价键的相关知识，但这一部分内容比较抽象，难以理解，学生学起来很吃力，尤其是价层电子对互斥理论、杂化
化学选修3第二章 分子结构与性质--教案
第二章分子结构与性质 教材分析 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 教学目标： 1．复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2．知道共价键的主要类型δ键和π键。
杂化轨道理论简介分子的立体结构教案
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 教学方法 采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
3. 由于ns,np能级接近，往往采用sp型杂化，几种？力和合作精5. 杂化轨而sp型杂化又分为： 道与分子的空间sp杂化一个s轨道和一个p轨道间的杂化神。 2轨道和两个这轨道间的杂化构型存在什么关一个sps 杂化3轨道和三个p轨道间的杂化sp 系呢？如何用杂杂化一个s化轨道理论解释（学生阅读课本第41和42页之后讨论、归纳整理分子的空间构得） 型？ 4. 分子构型与杂化类型的关系 （1）杂 sp杂化——直线形：sp型杂化轨道是由解释sp一个化： ns 6. 放影图轨道和一个np轨道组合而成的，每个sp杂化轨道11片，适当给予解p的成分，轨道间的夹角为和含有180°呈直s22释。线形。如图2—21。 2杂解释sp22杂化轨道是由一杂化——平面三角形：2）spsp（化：2杂化每个sp 轨道和两个np轨道组合而成的，个ns12轨道都含有s和p成分，杂化轨道间的夹角为33120°，呈平面三角形如：BF分子（图2—22和图32—23）。 33杂化轨道是由一个变sp杂化——四面体形：sp抽放影图（3）3杂化轨道都含象每个sp片：为轨道和三个nsnp轨道组合而成，133sp解释直观，3杂化轨道间的夹角为sp和s109°28'。p有的成分，44杂化于便空间构型为四面体形。如CH分子的结构如（图2—24和4放影图生学图2—25）。 片：理解。．
杂化轨道理论(高中)
高中杂化轨道理论(图解） 一、原子轨道角度分布图 S Px Py Pz 二、共价键理论和分子结构 价键法（VB法）价键理论一： １、要点： ⑴、共价键的形成条件：①、先决条件：原子具有未成对电子；②、配对电子参与成键的原子轨道要满足对称匹配、能量相近以及最大重叠的原则；③、两原子具有成单的自旋相反的电子配对，服从保里不相容原理。 ⑵、共价键的本质：是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子使能量降低而成键。 ⑶、共价键的特征：①、饱和性，一个原子有几个未成对电子（包括激发后形成的未成对电子），便和几个自旋相反的电子配对成键；而未成对电子数是有限的，故形成化学键的数目是有限的。②、根据原子轨道最大重叠原理，原子轨道沿其角度分布最大值方向重叠，即共价键具有一定的方向性。 ⑷、共价键的类型：单键、双键和叁键。 ①、σ键和π键。 ⅰ、σ键：沿键轴方向重叠，呈圆柱形对称，称为σ轨道，生成的键称为σ键σ是希腊字母，相当于英文的s，是对称Symmetry[`simitri]这个字的第一个字母）。 σ键形成的方式： ⅱ、π键：两个p轨道彼此平行地重叠起来，轨道的对称面是通过键轴的平面，这个对称面就叫节面，这样的轨道称为π轨道，生成的键称为π键（π相当于英文的p，是平行parallel[`p?r?lel]的第一个字母）。 π键的形成过程： ，
σ键和π键的比较 σ键 （共价键中都存在σ键） π键 （只存在不饱和共价键中） 重 叠 方 式 （成建方向） 沿两电子云（原子轨道）的键轴方向以 “头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 两互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 重叠程度 重叠程度较大 重叠程度较小 电子云形状 共价键电子云（重叠部分）呈轴对称 共价键电子云（重叠部分）呈镜像对称 牢 固 程 度 强度较大，键能大，较牢固，不易断裂 强度较小，键能较小，不很牢固，易断裂 化学活泼性 不活泼，比π键稳定 活泼，易发生化学反应 类 型 s-s 、s-p 、、p-p 、 s- SP 杂化轨道、s- SP 2 杂化轨道、s- SP 3 杂化轨道、杂化轨道间 p －p π键，、p －p 大π键 是否能旋转 可绕键轴旋转 不可旋转， 存在 的规 律 共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，有一个π键；共价叁键有一个σ键，有两个π键。 可单独存在任何共价键中 不单独存在，与σ键共存 概 念 含有未成对（单）电子的原子轨道沿两电叠子云（原子轨道）的键轴方向以“头碰头”的方式遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重所形成的具有沿键呈轴对称特征的共价键 含有未成对（单）电子的两个互相平行的电子云（原子轨道）以“肩并肩”的方式 遵循原子轨道最大程度重叠原理进行重叠 所形成的具有镜像对称特征的共价键 ２、价键理论二：杂化轨道理论，价键理论简明地阐明了共价键的形成过程和本质，成功解释了共价键的方向性和饱和性，但在解释一些分子的空间结构方面却遇到了困难。例如CH 4分子的形成，按照价键理论，C 原子只有两个未成对的电子，只能与两个H 原子形成两个共价键，而且键角应该大约为90°。但这与实验事实不符，因为C 与H 可形成CH 4分子，其空间构型为正四面体，∠HCH = 109°28′。为了更好地解释多原子分子的实际空间构型和性质，1931年鲍林和斯莱脱(Slater )在电子配对理论的基础上，提出了杂化轨道理论(hybrid orbital theory)，丰富和发展了现代价键理论。 ⑴、杂化轨道理论的基本要点 原子在形成分子时，为了增强成键能力，同一原子中能量相近的不同类型（s 、p 、d …） 的几个原子轨道可以相互叠加进行重新组合，形成能量、形状和方向与原轨道不同的新的原子轨道。这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道。 注意：①、只有在形成分子的过程中，中心原子能量相近的原子轨道才能进行杂化，孤立的原子不可能发生杂化。②、只有能量相近的轨道才能互相杂化。常见的有：ns np nd ， (n-1)d ns np ；③、杂化前后，总能量不变。但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠，即杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力增强，形成的化学键的键能大。这是 健 型 项 目
人教版化学选修三2.2《分子的立体构型》实用教案设计
选修三第二章第二节分子的立体构型 一、教材分析 1．教材所处的地位和作用： 本节内容在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。在此之前学生已在化学2中学习了共价键基础，又在本章第一节“共价键”学习了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别。这都为过渡到本节的学习起着铺垫作用。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 本节内容在基础结构化学中，占据非常重要的地位。并为其他学科和今后的学习打下基础。 2．教育教学目标： （1）知识目标： ①了解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； 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初步认识价层电子对互斥模型； ④能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构。 （2）能力目标： 通过教学培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力；培养学生收集处理信息，分析问题，解决实际问题的能力； 通过师生双边活动，培养学生团结协作，语言表达能力；初步培养学生运用知识的能力，培养学生加强理论联系实际的能力。 （3）情感目标： 通过本节的教学引导学生理论联系实际，通过电脑展示分子的立体结构，激发学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙。 3．重点、难点以及确定依据： 重点：价层电子对互斥模型 难点：能用价层电子对互斥模型解释分子的立体结构 二、教学策略 1．教学手段： 教学方法：“构建数学立体模型与合作探究”。 ①创设问题情景，让问题推动学生思考。 ②运用启发式教学方法，以思维教学代替单纯的记忆教学，使教学过程真正成为学生的学习过程； ③利用数学立体模型引导学生发挥其空间想象能力，认识价层电子对互斥模型并能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构。 2．学情分析： （1）学生特点分析：高二的学生已经过了高一时刚进高中对事物的好奇，他们慢慢沉稳下来，对事物有更强的理性思维能力，但空间想象能力发展不足。抓住学生这些特点，积极采用形象生动，形式多样的教学方法和学生广泛的积极主动参与的学习方式，定能激发学生兴趣，有效地培养学生能力，促进学生个性发展。
十三 优秀教案 分子结构与性质
学案64分子结构与性质 [考纲要求]1.了解共价键地形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子地某些性质.2.了解杂化轨道理论及常见地杂化轨道类型(sp，sp2，sp3).3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见地简单分子或离子地空间结构.4.了解化学键和分子间作用力地区别.5.了解氢键地存在对物质性质地影响，能列举含有氢键地物质. 知识点一共价键 1．本质 原子之间形成__________. 2．特征 具有________性和________性. (1)键能 ①键能：气态基态原子形成______化学键释放地最低能量. ②单位：__________，用E A－B表示，如H—H键地键能为436.0kJ·mol－1，N≡N键地键能为946kJ·mol－1. ③应为气态基态原子：保证释放能量最低. ④键能为衡量共价键稳定性地参数：键能越大，即形成化学键时释放地能量越____，形成地化学键越________. ⑤结构相似地分子中，化学键键能越大，分子越稳定. (2)键长 ①键长：形成共价键地两个原子之间地________为键长.因成键时原子轨道发生重叠，键长小于成键原子地原子半径之和. ②键长是衡量共价键稳定性地另一个参数. 键长越短，键能越____，共价键越________. (3)键角 ①键角：在原子数超过2地分子中，两个共价键之间地夹角称为键角.
②键角决定了分子地__________. ③多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有______性. ④常见分子中地键角：CO2分子中地键角为__________，为________形分子；H2O分子中键角为105°，为______形(或____形)分子；CH4分子中键角为109°28′，为______________形分子. 5．等电子原理 原子总数、价电子总数均相同地分子具有相似地化学键特征，具有许多相近地性质.这样地分子(或微粒)互称为________. 问题思考 1．怎样判断原子间所形成地化学键是离子键，还是共价键，是极性键还是非极性键？ 2．所有地共价键都有方向性吗？ 3．σ键和π键哪个活泼？ 知识点二分子地立体构型 1．价层电子对互斥模型地两种类型 价层电子对互斥模型说明地是________地空间构型，而分子地空间构型指地是____________地空间构型，不包括孤电子对.
分子的空间构型教学设计
《分子的空间构型》 ———教学设计
【课题】 2.2共价键与分子的空间构型 课程基本安排 【教材出处】鲁科版高中化学选修三 【课时安排】3课时 【教学对象】高中二年级理科学生 【授课教师】 教学设计背景分析 【课标分析】 根据《普通高中化学课程标准》中内容标准的要求，学生在学完本章内容后要知道化学键包含的内容有共价键，离子键，配位键和金属键，知道它们的形成方式及特征，用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，了解简单分子的构型，会用杂化理论判断分子，了解分子间作用力的特性以及氢键的形成，知道具有氢键的化合物所具有的特性。《物质与结构》这本书并不要求全部掌握，学生可以根据自己的能力和兴趣爱好来学习！ 【教材分析】 1．教材的地位与作用 本节课是鲁科版高中化学选修三第二章第二节的内容，本节课主要介绍常见的简单分子的空间构型和分子的对称性等的性质，通过杂化理论来判断分子的空间构型。教材在设计上先是通过联想和质疑的
方式让学生思考，为什么甲烷，氨分子和苯环等分子的空间构型不同。然后让学生带着这样的疑问，通过用塑料或橡胶制成的棍棒来搭建甲烷的构型的活动探究，确定其空间构型为正四面体，又提出疑问它们的构型是怎么形成的，从而引出杂化轨道理论，价电子对互斥理论和等电子原理的概念，接着再应用杂化轨道理论判断出氨分子和苯分子的空间构型，再通过分子的空间构型来了解分子的性质。 【学情分析】 学习本章内容之前学生已经学习了原子结构以及共价键的概念，再深入讨论分子的空间构型；同时也知道简单分子比如甲烷，氨气等的分子空间构型。 根据皮亚杰认知发展理论，高二学生大多处在16、17岁，他们已经普遍具备了抽象思维的能力，可以进行较高级的抽象与概括，学生具有丰富的想象力和创造力，有较强的成就欲望，渴望用所学知识解决心中的“为什么”。 物质与结构这本教材中都是抽象的知识，这些知识不形象，学生可能会对这部分内容没有兴趣，学习起来会有一定困难。但是通过科学探究的方式进行教学，能使学生对化学学习产生兴趣，因此比较适合通过科学探究的方式进行教学。 教学设计 共价键与分子的空间构型 【教学目标】
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
杂化轨道理论
杂化轨道理论 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，产生的新轨道叫做杂化轨道。 1基本介绍 杂化轨道理论（hybrid orbital theory)是1931年由鲍林(Pauling L)等人在价键理论的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但是它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。 核外电子在一般状态下总是处于一种较为稳定的状态，即基态。而在某些外加作用下，电子也是可以吸收能量变为一个较活跃的状态，即激发态。在形成分子的过程中，由于原子间的相互影响，单个原子中，具有能量相近的两个能级中，具有能量较低的能级的一个或多个电子会激发而变为激发态，进入能量较高的能级中去，即所谓的跃迁现象，从而新形成了一个或多个能量较高的能级。此时，这一个或多个原来处于较低能量的能级的电子所具有的能量增加到与原来能量较高的能级中的电子相同。这样，这些电子的轨道便混杂在一起，这便是杂化，而这些电子的状态也就是所谓的杂化态。 用化学语言讲，杂化轨道理论从电子具有波动性、波可以叠加的观点出发，认为一个原子和其他原子形成分子时，中心电子所用的电子轨道不是原来纯粹的s轨道或p轨道，而是若干不同类型、能量相近的电子轨道经叠加混杂、重新分配轨道的能量和调整空间伸展方向，组成了同等数目的能量完全相同的新的电子轨道——杂化轨道，以满足化学结合的需要。这一过程称为电子轨道的杂化。 2基本要点 只有最外电子层中不同能级中的电子可以进行轨道杂化，且在第一层的两个电子不参与反应。 不同能级中的电子在进行轨道杂化时，电子会从能量低的层跃迁到能量高的层，并且杂化以后的各电子轨道能量相等又高于原来的能量较低的能级的能量而低于原来能量较高的能级的能量。当然的，有几个原子轨道参加杂化，杂化后就生成几个杂化轨道。 杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理。 杂化后的电子轨道与原来相比在角度分布上更加集中，从而使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大，形成的共价键更加牢固。 3理论说明 （1）s－p型杂化 只有s轨道和p轨道参与的杂化，主要有以下三种类型：sp1杂化，sp2杂化，sp3杂化。 sp杂化轨道角度分布及其空间伸展方向示意图 （2）s－p－d型杂化 ns轨道，np轨道，nd轨道一起参与杂化称为s－p－d型杂化，主要有以下几种类型： 此外还有以内层的（n－1）d轨道，ns轨道，np轨道一起参与的杂化方式，它主要存在于