共价键与分子的空间构型第课时
高中化学人教版2019选修第二册公开课教案设计分子的空间结构
《分子的空间结构》第一课时教学设计积极性。
讲授新课第二节分子的空间结构第一课时分子结构的测定一、分子结构的测定早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构。
如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。
下面先介绍红外光谱，下一章还将介绍晶体X射线衍射。
1.测定分子结构的现代仪器和方法红外光谱：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。
红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。
通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。
红外光谱仪原理示意图测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析官能团、化学键。
例如，通过红外光谱仪测得某未知物的红外光谱图如上图所示，发现有O—H、C—H、和C—O的振动吸收。
因此，可以初步推测该未知物中含有羟基（—OH）。
认真思考了解分子结构的测定方法。
了解红外光谱和质谱工作原理及应用。
【思考】红外光谱帮助我们确定分子中的化学键和官能团，还有什么现代化仪器帮我们确定有机物的结构呢？现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。
质谱仪的基本原理是：在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。
由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。
质谱：纵坐标表示相对丰度，横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比（m/z），简称荷质比，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。
思考二、多样的分子空间结构在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，这就是分子的空间结构。
这就是分子的立体构型。
1.双原子分子（直线形）2.三原子分子的空间构型3.四原子分子的空间构型4.四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形）5..五原子分子的空间构型6.其他多原子分子认真思考通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。
高中化学 选修3 第二章 分子结构与性质第2节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论学生使用
选修3 第一章原子结构与性质第2节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论学习目标：1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。
2.理解价层电子对互斥理论的含义。
3.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。
教学难点：1、理解价层电子对互斥理论的含义2、能根据有关理论判断简单分子或离子的构型教学重点：1、理解价层电子对互斥理论的含义2、能根据有关理论判断简单分子或离子的构型教学过程：知识回顾:1．分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质并填空。
A．NH3B．H2O C．HCl D．CH4E．C2H6F．N2(1)所有的价电子都参与形成共价键的是______；(2)只有一个价电子参与形成共价键的是______；(3)最外层有未参与成键的电子对的是______；(4)既有σ键，又有π键的是______；(5)既有极性键又有非极性键的是__________；(6)分子构型为正四面体的是____________。
【解析】A．NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键，还有一对不成键电子；B．H2O中O原子与2个H原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；C．HCl中Cl原子与1个H原子形成1个σ键，还有三对不成键电子；D．CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键，其分子构型为正四面体形；E．C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C—H为极性键，C—C为非极性键；F．N2中N原子与另1个N原子形成1个σ键，2个π键，还有一对不成键电子。
答案(1)DE (2)C (3)ABCF (4)F (5)E (6)D2．常见分子的立体构型通常有两种表示方法，一是比例模型，二是球棍模型。
请你用短线将下列几种分子的比例模型、球棍模型连接起来。
【解析】 本题主要考查常见分子的立体构型。
H 2O 分子为三原子分子呈V 形，应选E—c ；NH 3分子为四原子分子呈三角锥形，应选B—d ； CCl 4分子为五原子分子呈正四面体形，应选C—a ； CO 2分子为三原子分子呈直线形，应选A—b 。
选修3第2章第2节第1课时 一些典型分子的空间构型
碳原子的其他杂化类型sp2杂化
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↓
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Hale Waihona Puke 目导航杂化轨道只能形成σ键 或容纳未成键的孤电 子对，不能形成π键
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苯分子的空间构型
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苯分子的空间构型 根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子的价电子原子轨道发生 _s_p_2杂化(如 s、px、py)，由此形成的三个 sp2 杂化轨道在同一平面内。这样， 每个碳原子的两个 sp2 杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的 sp2 杂化轨道上的电子配对形成 σ 键，于是六个碳原子组成一个正六边形 的 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 σ 键。与此同时，每个碳原子的一个与碳环平面垂直的未参
一不变：轨道数目不变 3、只有原子形成分子时才会发生轨道杂化，单个原子是不会杂化的 4、只有能量相近的轨道才会相互杂化
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如何确定某原子成键时的杂化类型？
ABn型分子或离子
杂化轨道数=中心原子 的价层电子对数
杂化类型
sp 1
sp 2
sp 3
中心原子的价层电
？
？
？
子对中数心原子采取s_p__2_杂化,形成的__分__子一定是平面__三__角形吗？
杂化轨道的数目
__2__
杂化轨道间的夹角 __1_8__0__°__
_3___ __1_2__0_°___
4____ 10__9_._5__°___
空间构型
__直__线__型___ 平_面__三___角__形___ 正四__面__体__型_____
实例
C O 2、C 2H 2
11第十章共价键与分子结构
31
BeCl2 直线形
激发
2s sp 2p
Be 1s22s2 4 Cl [Ne]3s23p5 17
杂化
2s 2p
2Cl
2p sp-p 2p 直线形
图10-7 BeCl2分子的空间构型
32
CHCH 6C 直线形
2s sp H 2p 2p
22s22p2 1s
1H
1 1s
激发
2s p-p 2p
杂化
等性杂化：由原子轨道组合成的一组杂化轨道 中,s,p,d轨道成分相等
30
不等性杂化：组合构成的一组杂化轨道中,s,p,d轨 道成分不相等 sp ，sp2， sp3 s – p杂化类型：
(一) sp杂化轨道及有关分子的空间构型 1 个ns与 1 个np杂化，形成 2 个 sp 杂化轨道 1个ns+ 1 个np 2个 sp 特点： 1/2s，1/2p，180，直线形
43
三、d-s-p杂化轨道及有关分子的空间构型 d区元素： ns、np、(n-1)d或nd p区元素：ns、np、nd 1.(n-1)d 、ns、np杂化类型 dsp2、dsp3、d2sp3 sp3d 、sp3d2 2.ns、np、nd杂化类型 (一)dsp2杂化轨道及有关分子或离子的空间构型 1个(n-1)d+1个ns+2个np4个dsp2 ¼ d成分、¼ s成分、 ½p成分 四个dsp2杂化轨道在一个 平面上 ，夹角为90° 44 2-配离子 平面正方形 [Ni(CN)4]
图10-3 H原子的1s与Cl原子的3px轨道三种方向重叠示意图
5
三、共价键的类型
σ 键和π 键
键 头碰头 重叠大 稳定 重叠 方式 键 肩并肩 重叠小 不稳定
《共价键 第1课时》示范公开课教学设计【化学人教版高中选择性必修2(新课标)】
共价键第1课时◆教学目标1. 从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。
2. 知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成键类型。
◆教学重难点1.从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。
2.从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。
◆教学过程一、新课导入假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆原子构成”。
——1965年诺贝尔奖得主，理查德·费曼在之前的学习中，我们已经了解了：宏观物质是由微观粒子组成的。
【分享交流】微观粒子包含哪些种类？它们分别组成了哪些物质？你能各举出一些例子么？这些微粒在形成物质的过程中，形成了怎样的化学键？我们常说形成共价键时“电子成对”，电子是带负电的，两个负电的东西为何会主动靠近？这其中的本质是什么？【思考讨论】写出H2、Cl2、HCl的电子式，通过电子式分析为何它们是稳定的物质？你认为是否存在H3、H2Cl、Cl3这样的物质？说出你判断的理由。
第IV A族的元素与H能形成CH4、SiH4等；第V A族的元素与H能形成NH3、PH3等；第VIA族的元素与H能形成H2O、H2S等；第VIIA族的元素与H能形成HF、HCl等；从中你发现了怎样的规律？用自己的语言总结。
你能从价电子结构的角度解释原因么？二、讲授新课一、共价键共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
两原子之间每共用一对电子，彼此的电子数增加1个。
因此：第IV A族元素的原子价电子为4个，要达到8电子结构，需要共用4对电子；第V A族元素的原子价电子为5个，要达到8电子结构，需要共用3对电子；第VIA族元素的原子价电子为6个，要达到8电子结构，需要共用2对电子；第VIIA族元素的原子价电子为7个，要达到8电子结构，需要共用1对电子；原子通过共用一定数量的电子对即可达到稳定结构，共价键的数量也由此确定，不会一直增加下去。
高中有机化学选修物质结构与性质
第一课时 分子的空间构型与杂化轨道
• 结合价键理论，以表示原子的小球 和小棒（个别有弹簧）组装HCl、
CH4、H2O、CO2、C2H2、C2H4 等物 质的球棍模型
一、一些典型分子的空间构型
HCl
H2O
NH3
CO2
CH4 C2H4
C6H6 C2H2
思考5：描述甲烷中共价键的形成过程：
σ
4+
→
σ
σ
1s
σ
H
C
sp3
CH4
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，形成 了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3的σ键。从而使CH4分子具有正 四面体构型
2、常见的SP型杂化
（1）sp3杂化 :由一个s轨道和三个p轨道杂化形成， 四个sp3杂化轨道。
• 由于共价键具有饱和性和方向性
• 所以原子以共价键所形成的分子具 有一定的空间构型
1、甲烷分子的空间构型
正四面体 键角：109.5°
阅读：P41中联想与质疑
• 客观存在与理论不相符，你能解释吗？
原子间要形成共价键，必须含有未成对的电子
2p
2p
2s
激发 2s
C的基态 CH2
激发态 CH4
甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢？
• （2）原子轨道的杂化的原因——外部条件； • （3）杂化的结果—— 原子在形成分子时，
增强成键能力，使分子的稳定性增加；
• 杂化的目的——为了增强成键能力？
•
唯心
碳原子杂化过程
2s 2p 激发 2s
跃迁
2p 杂化
选修3 第2章第2节 第1课时一些典型分子的空间构型 课件(49张) (1)
第2章 化学键与分子间作用力
价电子对互斥理论、等电子原理
1．价电子对互斥理论
(1)内容：分子中的中心原子的价电子对——成键电子对和孤电子
对由于相互□1 ________作用，尽可能趋向于彼此远离。
(2)成键电子对数可由分子式确定，等于与中心原子成键的原子数；
中心原子上的孤电子对数＝
中心原子的价电子数－与中心原子结合的原子未成对电子数之和
对数 的空间
空间构 实例
子对数 对数 排列方式
目 构型
型
4
0
正四面 CH4 体 CCl4
4 四面体 3
1
三角锥 NH3 NF3
2
2
V 形 H2O
栏目 导引
第2章 化学键与分子间作用力
杂化类型的判断方法 杂化轨道数＝中心原子形成的 σ 键数＋孤电子对数。sp1 杂化轨 道数为 2，sp2 杂化轨道数为 3，sp3 杂化轨道数为 4。
电子对 成键电
的空间 子对数
构型
孤电子 对数
第2章 化学键与分子间作用力
电子对的 排列方式
分子的 空间构
型
实例
2 直线形 2
0
平面
3
0
3 三角形
2
1
直线形
平面三 角形
BeCl2 CO2 BF3 BCl3
V 形 SnBr2 PbCl2
栏目 导引
第2章 化学键与分子间作用力
电子 电子对
分子的
成键电 孤电子 电子对的
2．根据价电子对互斥理论模型判断分子的空间构型 价电子对互斥理论模型说的是价电子对的空间构型，而分子的 空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。 (1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致； (2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。
《第二章 第二节 分子的空间结构》教学设计教学反思-2023-2024学年高中化学人教版19选修2
《分子的空间结构》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 了解常见分子的空间结构，能够识别不同类型的分子。
2. 能够分析分子间的作用力及其对物质性质的影响。
3. 理解分子的空间结构对化学反应速率的影响。
二、教学重难点1. 教学重点：掌握常见分子的空间结构，理解分子间作用力及其对物质性质的影响。
2. 教学难点：如何正确识别不同类型的分子空间结构，以及如何分析分子空间结构对化学反应速率的影响。
三、教学准备1. 准备相关PPT，包括分子结构图和反应原理图。
2. 准备各种常见分子的模型，以便学生能够实际观察和操作。
3. 准备相关实验器材，以便进行实验演示和探究。
4. 安排学生进行小组讨论，对常见的分子的空间结构进行归纳和总结。
四、教学过程：本节课的教学设计理念是：通过实验探究，使学生掌握分子的空间结构的概念，并通过实例了解分子的空间结构在物质性质中所起的作用。
教学过程包括实验探究、小组讨论、教师讲解和学生练习四个环节。
1. 实验探究首先，通过演示氨分子的球棍模型，引导学生观察分子的形状，并让学生思考分子的形状与物质的性质有何关系。
接着，进行氨分子的喷泉实验，让学生观察喷泉实验的现象，并思考喷泉实验的原因与分子的空间结构有何关系。
通过这两个实验，让学生初步了解分子的空间结构。
2. 小组讨论将学生分成若干小组，让每个小组讨论以下几个问题：(1)什么是分子的空间结构？(2)分子的空间结构与物质的性质有何关系？(3)分子的空间结构在化学反应中的作用是什么？让学生通过讨论，加深对分子的空间结构的理解。
3. 教师讲解在学生讨论的基础上，教师进行分子的空间结构的讲解，包括分子中的键型（极性键和非极性键）、分子的对称性（镜面对称和非镜面对称）等知识点。
同时，结合实验现象，分析分子的空间结构与物质性质的关系。
4. 学生练习通过一些练习题，让学生进一步巩固分子的空间结构的知识，包括一些判断题、选择题和简答题等。
通过学生的练习，教师可以了解学生对分子的空间结构的掌握情况，并进行针对性的指导。
分子的空间构型与分子性质 PPT课件
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
H
C
H
H
H
激发态
109.5°
sp3 杂化态
等性sp3 杂化
原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。
sp3杂化： 三个夹角为109 28 ′的正 四面体型形杂化轨道。
等性sp2 杂化
价层电子对数
2
3
4
5
6
电子对排布方式 直线形 平面三角形 四面体 三角锥 八面体
价层电子对互斥理论的应用实例
（一） CH4 的空间构型
在CH4 中，C 有4个电子，4个H 提供4个电子，C 的价 层电子总数为8个，价层电子对为4对 。C 的价层电子对 的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对， 因此 CH4 的空间构型为正四面体。
价层 电子 对数
价层
电子
对排 布
成键 电子 对数
孤对 电子 对数
分子 电子对的排 分子构型 类型 布方式
实例
5
0 AB5
三角双锥 PCl5
4 三角 5 双锥
3
1 AB4 2 AB3
变形四面 体
SF4
T形
ClF3
2
3 AB2
直线形
I
3
价层 价层电 成键 孤对 分子 电子对的排 分子构型 实 例
电子 子对排 电子 电子 类型 布方式
极性分子和非极性分子
极 性 分 子：分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来电 荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为 极性分子。
非极性分子：分子中正负电荷中心重合，从整个分子来看， 电荷的分布是均匀的，对称的，这样的分子为极 性分子。
分子的空间构型与分子性质
极性
非极性
极性分子和非极性分子的概念
1.非极性分子 空间构型对称，正负电荷的重心重合
没有孤电子对的分子
2.极性分子 空间构型不对称，正负电荷重心不重合，
存在孤电子对的分子
2.由上述分析可知
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3.分子极性的判断方法
分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的 空间构型两方面共同决定的。判断依据如下： (1)单质分子：除臭氧以外都是非极性分子 如：稀有气体分子、O2、H2、P4、C60 、S2、S4、S6、S8 特别注意：O3是极性分子，而且只含有非极性键，空间构
5.回Байду номын сангаас下列问题：
(1)双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如下图 所示：H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸 上 ， 书 面 夹 角 为 93°52′ ， 而 两 个 O—H 键 与 O—O 键 的 夹 角 均 为
96°52′。
ab
①下列关于H2O2的说法中正确的是____(填字母)。 a.分子中有极性键
（3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式__S_O__3_；该分子的中 心原子以sp2杂化，是___非_极__性__(填“极性”或“非极性”)分子，分 子构型为平__面__三__角__形。 (4)氢、X、Y三种元素能形成两种常见的化合物，其水溶液均呈酸性， 试分别写出其分子式__H_2_S_3_、__H_2_S_O_4__ 并比较酸性强弱：____H_2_S_3_＜_H__2S__O_4__ (5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是__H_2_O__2 (写 分子式)，分子构型为V形的是_____H_2_O___(写分子式)
如 CS2 、 BF3 、 SO3 、 CH4 为 非 极 性 分 子 ； H2S 、 SO2、NH3为极性分子。