高中化学 第2章 微粒间相互作用与物质性质 第2节 第1课时 分子空间结构的理论分析教案 鲁科版选择性必修2-鲁科版高中选择性必修2化学教案VIP免费

第1课时分子空间结构的理论分析发展目标体系构建1.能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间结构。2.理解价电子对互斥理论和等电子原理，能根据有关理论、原理判断简单分子或离子的空间结构。3.通过分析常见分子或离子的空间结构，构建利用杂化轨道理论、电子对互斥理论的认知模型。一、杂化轨道理论1．轨道杂化和杂化轨道2．甲烷分子的空间结构(1)甲烷的分子组成和结构分子式空间结构空间填充模型球棍模型CH4(2)甲烷中碳原子的杂化类型3．苯分子的空间结构(1)苯的空间结构(2)苯分子中的大π键：六个碳原子上各有一个未参与杂化的垂直于碳环平面的2p轨道，这六个轨道以“肩并肩”的方式形成含有六个电子、属于六个碳原子的大π键。4．杂化轨道的类型杂化类型spsp2sp3用于杂化的原子轨道及数目s111p123杂化轨道的数目234杂化轨道间的夹角180°120°109°28′空间结构直线形平面三角形正四面体形实例CO2、C2H2BF3、SO3CH4、CCl4二、价电子对互斥理论1．价电子对互斥理论(1)价电子对互斥理论基本观点：分子中的中心原子的价电子对——成键电子对(bp)和孤电子对(lp)由于相互排斥作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。(2)(3)若中心原子没有孤电子对，为使价电子对之间的斥力最小，使分子的结构尽可能采取对称的结构。微点拨：多重键、成键电子对与孤电子对的斥力大小顺序为三键—三键＞三键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单键—单键，lp—lp≫lp—bp＞bp—bp。2．等电子原理(1)内容：化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。(2)应用①判断一些简单分子或原子团的空间结构。a．SO、PO等离子具有AX4通式，价电子总数为32，中心原子采取sp3杂化，呈四面体形空间结构。b．SO、ClO等离子具有AX3通式，价电子总数为26，中心原子采取sp3杂化，由于存在孤电子对，分子呈三角锥形空间结构。②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。③利用等电子原理针对某物质找等电子体。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。(√)(2)杂化轨道用于形成π键。(×)(3)苯分子中C原子发生sp2杂化。(√)(4)中心原子采用sp3杂化的分子，其空间结构均为四面体形。(×)2．下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是()A．键角为180°的分子，空间结构是直线形B．键角为120°的分子，空间结构是平面三角形C．键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形D．键角为90°～109°28′之间的分子，空间结构可能是角形B[键角为180°的分子，空间结构是直线形，例如CO2分子是直线形分子，A正确；苯分子的键角为120°，但其空间结构是平面正六边形，B错误；白磷分子的键角为60°，空间结构为正四面体形，C正确；水分子的键角为104.5°，空间结构为角形，D正确。]3．下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是()ABCDD[A项，杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个杂化轨道，为sp杂化，错误；B项，未形成杂化轨道，错误；C项，杂化轨道的空间结构为正四面体形，共有4个杂化轨道，为sp3杂化，错误；D项，杂化轨道的空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨道，为sp2杂化，正确。]杂化轨道理论(素养养成——证据推理与模型认知)甲烷分子的立体结构模型1．试从碳原子的轨道表示式分析碳原子的单电子个数，若按照共价键的饱和性分析，甲烷的化学式是什么？提示：由可知碳原子有两个单电子，若按照共价键的饱和性分析，C原子能与2个H原子结合，甲烷的化学式应写作CH2。2．若碳原子的价电子激发后再与H原子的电子配对，由于电子的能级不同(如图所示)甲烷分子应具有不规则的四面体形结构，实际上甲烷分子呈正四面体形结构，为什么？提示：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，能量最低，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点。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，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的ssp3σ键，形成一个正四面体形结构的分子。1．杂化轨道的特点(1)形...