共价键与分子的空间构型
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共价键及分子结构知识梳理】一、共价键1- 1共价键的实质、特征和存在实质:原子间形成共用电子对特征:a.共价键的饱和性,共价键的饱和性决定共价分子的。
b共价键的方向性,共价键的方向性决定分子的。
1- 2共价键的类型b键:S-Sb键、S-p c键、p-p b键,特征:轴对称。
n键:p-p n键,特征:镜像对称【方法引领】b键和n键的存在规律b键成单键;n键成双键、三键。
共价单键为b键;共价双键中有1个b键、1个n键;共价三键中有1个b键、2个n 键。
对于开链有机分子:b键数=原子总数-1 ; n键数=各原子成键数之和- b键数(环状有机分子,b键数要根据环的数目确定)原子形成共价分子时,首先形成b键,两原子之间必有且只有1个b键;b键一般比n 键牢固,n键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的n键要求原子半径比较小,所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。
如C02分子中碳、氧原子之间以p-p b键和p-p n键相连,而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p n键。
【课堂练习1】(1)下列说法不正确的是A .乙烷分子中的6个C —H和1个C —C键都为b键,不存在n键B •气体单质中,一定有b键,可能有n键C.两个原子间共价键时,最多有一个b键D . b键与n键重叠程度不同,形成的共价键强度不同(2)有机物CH2= CH —CH2—C三CH分子中,C—H b键与C — C b键的数目之比为;b键与n键的数目之比为。
二、键参数一一键能、键长与键角2- 1键能的意义和应用a. 判断共价键的强弱b. 判断分子的稳定性c. 判断物质的反应活性d. 通过键能大小比较,判断化学反应中的能量变化【思考】比较C —C和C= C的键能,分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃,容易发生加成反应?2-2键长的意义和应用键长越短,往往键能越大,表明共价越稳定。
(键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断)2个原子间的叁键键长v双键键长v单键键长2-3键角的意义键角决定分子的空间构型,是共价键具有方向性的具体表现。
鲁科版《物质结构与性质》第二章第2节共价键与分子的空间构型内容中涉及到的杂化理论,教师觉得难教,学生感到难学,如何突破难点,既能让教师讲得“清”,又能使学生学得“活”,无疑是我们教师应该认真研究的一个重要问题。
本文想就这方面谈一谈自己在教学中的想法和做法,供教师们在教学实践中参考。
一、本课时的教学要求:课程内容标准: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构型。
本课时教学目标:1.使学生知道一些常见简单分子的空间构型(如甲烷、氨分子、水分子、乙烯、乙炔、苯等)2.使学生了解一些杂化轨道理论的基本思想,并能用杂化轨道知识解释甲烷、乙烯、乙炔、苯、氨、水分子等分子中共价键的形成原因以及相应分子的空间构型。
本课时的重点和难点:杂化轨道理论的基本思想,甲烷、乙烯、乙炔、苯的共价键成因分析。
二、难点原因分析:教材对“杂化轨道理论”的编写按照由个别到一般、再从一般到个别的思路,即从简单分子甲烷(sp3杂化)入手,通过对甲烷分子成键情况和分子空间结构的学习,形成杂化轨道理论的基本思想,并认识sp 型的其它杂化形式,再运用杂化轨道理论剖析乙烯(sp2杂化)、乙炔分子(sp1杂化)等的成键情况和分子的空间构型;介绍了甲烷、乙烯、乙炔分子等的成键情况(均为等性杂化)和空间构型后,又以氨分子为例,引出“不等性杂化”的问题,使学生的认识扩展到杂化轨道理论的特殊情况。
应该说这样编排是符合学生的认知规律的,但不足的是学生自学时有一些问题无法解决,如:如何判断分子中中心原子的杂化方式?杂化轨道数如何计算?再者这部分知识原来是大学无机化学中的内容,杂化轨道理论中,关于几种杂化轨道形成过程需要高度的空间想象力和抽象思维,否则就很难理解,有些教师可能都得重新学习,才能跟学生说清楚,所以学生在学习“杂化轨道理论”时,往往感到抽象难懂就不难理解。
三、教学实践:要突破这一难点,我认为较好的办法是采用多媒体技术,变静态教材为动态教材,使用模型、多媒体等直观教具进行教学,让学生动手组建分子球棍模型,认识一些典型分子和离子(如H2O、CO2、NH3、CH4、C2H4、C2H2、C6H6、NH4+等)的空间构型,并学会根据共价键原理、杂化轨道理论、价电子对互斥理论以及配位键原理等基础知识,解释这些典型分子和离子的立体结构。