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《共价键与分子的空间构型》第一课时教案

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《共价键与分子的空间构型》第
一课时教案
第2节 共价键与分子的空间构型
第1课时 一些典型分子的空间构型
【教学目标】
1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；
2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型过程与方法：
【教学重点】
理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型
【教学难点】
理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型
【教学方法】
采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
【教学过程】
【课题引入】
在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科
学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出
由衷的赞叹，激起无限的好奇。”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与
对称。
通常，不同的分子具有不同的空间构型。例如，甲烷分子呈正四面体形、氨
分子呈三角锥形、苯环呈正六边形。那么，这些分子为什么具有不同的空间构
型呢?
【思考】
美丽的鲜花、冰晶、蝴蝶与微观粒子的空间构型有关吗？
【活动探究】
你能身边的材料动手制作水分子、甲烷、氨气、氯气的球棍模型吗？
【过渡】
我们知道，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。
【板书】
一、一些典型分子的空间构型
【阐述】
杂化轨道在角度分布上比单纯的S或P轨道在某一方向上更集中(比较图
2-2-2中的S、P轨道和杂化后形成的sp，杂化轨道)，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，形成的共价键更牢固。由于甲烷分子中碳原
子的杂化轨道是由一个2s轨道和三个2p轨道重新组合而成的，故称这种杂化为
sp3杂化形成的四个杂化轨道则称为sp3杂化轨道。鲍林还根据精确计算得知每
两个sp3杂化轨道的夹角为l09．5º。由于这四个杂化轨道的能量相同，根据洪
特规则，碳原子的价电子以自旋方向相同的方式分占各个轨道。因此，当碳原
子与氢原子成键时，碳原子中每个杂化轨道的一个未成对电子与一个氢原子的
1s电子配对形成一个共价键，这样所形成的四个共价键是等同的，从而使甲烷
分子具有正四面体构型，
【过渡】
s轨道与p轨道的杂化(简称sp型杂化)有多种情况
【板书】
（2）SP杂化：一个s轨道和一个P轨道杂化可形成两个sp杂化轨道，这
种杂化称为sp1杂化
直线型（BeCl2）
【交流与讨论】
用杂化轨道理论分析乙炔分子的成键情况
（3）sp2杂化

平面正三角形（BF3）
【交流与讨论】
用杂化轨道理论分析乙烯分子的成键情况
【交流·研讨】
氮原子的价电子排布为2s22p3，，三个2p轨道中各有一个未成对电子，可分
别与一个氢原子的ls电子形成一个盯键。如果真是如此，那么三个2p轨道相互
垂直，所形成的氨分子中N—H键间的键角应约为90º。但是，实验测得氨分子
中N—H键的键角为107．30º。试解释其中的原因，并与同学们进行交流。
【阐述】
在形成氨分子时，氮原子的2s和2p原子轨道也发生了sp，杂化，生成四
个sp3杂化轨道。在所生成的四个Sp3杂化轨道中，有三个轨道各含有一个未
成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键，另一个sp3杂化轨道
中已有两个电子(孤对电子)，不能再与氢原子形成σ键了。所以，一个氮原子只
能与三个氢原子结合，形成氨分子。
【总结评价】
应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
化学式 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
【板书设计】
一、一些典型分子的立体结构
（一） 甲烷分子的形成及立体构型
1. 杂化原子轨道
2. 常见的SP杂化过程
（1）sp3杂化
（2）SP杂化
（3）sp2杂化

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高三化学课件2.2共价键与分子的空间构型

高三化学课件2.2共价键与分子的空间构型

2、手性分子 (1)手性异构体
看图整第理16 页
巴斯德实验室合成的有机物酒石酸盐 并制得手性机物酒石酸盐
共价键与分子的空间构型
看图整第理17 页
2、手性分子 (1)手性异构体
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左右手一样互为镜
像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体
左右手不能重叠互为镜像
• (1)若将三种分子分别绕 C1、C2、C3 轴旋转一定角度后可与原分子重合 ，C1、C2、C3 分别为相应分子的对称轴。
共价键与分子的空间构型
1、分子的对称性
• (2)甲烷分子中碳原子和其中两个氢原子所构成的平面为甲烷分子的对称面。
• (3)依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为对称分子，分子 所具有的这种性质称为对称性。
第 28 页
• 4、对物质性质的影响 • (1) 熔、沸点：在相对分子质量相同的情况下，极性分子构成的物质
比非极性分子构成的物质沸点高，如沸点：N2 < CO。 • (2) 溶解性：极性分子易溶于极性溶剂(如水)，非极性分子易溶于非
极性溶剂(如四氯化碳)，这就是相似相溶原理中的一种类型。
共价键与分子的空间构型
3、分子的极性 (2)判断方法 ①双原子分子
共价键的极性 分子空间构型
取决于成键原子之间的共价键是否有极性
决定分子极性
A-B型分子(HCl )：异核双原子分子都是极性分子 A-A型分子(Cl2)：同核双原子分子是非极性分子 同核多原子分子也有非极性分子，如：P4，C60、S8 、B12
特别注意：O3（V型）是极性分子
总结感第悟29 页
课时小结
1、手性碳原子的“一个不同” 连接C原子的四个基团或原子各不相同。
2.2.(1、2)共价键与分子的空间构型(共3课时)

2.2.(1、2)共价键与分子的空间构型(共3课时)


SP2
sp2 杂化
同一个原子的1个 ns 轨道与2个 np 轨道进行杂 化组合为 sp2 杂化轨道。 sp2 杂化轨道间的夹角是
120°，分子的几何构型为平面正三角形。
BF3分子形成
2s 2p 激发
2s
2p
正三角形
B的基态
F
激发态
sp2 杂化态
B
F F
120°
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。
杂化轨道理论解释苯分子的结构：
CHale Waihona Puke H6碳原子的p轨道杂化轨道理论解释苯分子的结构： C为sp2杂化
C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )
所有原子（12个）处于同一平面
分子中6个碳原子未杂化的2p轨道 上的未成对电子肩并肩重叠形成
了一个闭合的、环状的大π键
形成的π电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面， 一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。
杂化轨道 的电子云一 头大，一头 小，成键时 利用大的一 头，可以使 电子云重叠 程度更大， 从而形成稳 定的化学键。 即杂化轨道 增强了成键 能力。
H C
109°28’
H
H
H
sp3 杂化
原子形成分子时，同一个原子中能量相近的 1个 ns 轨道与3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。
BeCl2分子形成
2s 2p 激发 Be基态 2s
2p 杂化 激发态 sp杂化态
180
Cl
Be
Cl
化合态
小结
杂化 杂化轨道 类型 数目 杂化轨道间 夹角 180° 120° 空间构型 直线 平面三角形 实例
高中化学共价键与分子的空间构型(第1课时)一些典型分子的空间构型导学案 鲁科版选修31

高中化学共价键与分子的空间构型(第1课时)一些典型分子的空间构型导学案 鲁科版选修31

第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型【学习目标】1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【学习过程】一、一些典型分子的立体构型1. 杂化轨道理论(1) 理论的提出：甲烷的分子模型表明甲烷分子的空间构型，分子中的C—H键，键角是。

这说明：碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。

而碳原子的价电子构型是，包含一个轨道和三个轨道，为了解释甲烷分子中碳原子有这四个相同的轨道，Pauling提出了理论。

(2) 杂化的概念：在形成分子的过程中，中心原子的若干相近的原子轨道重新组合，形成一组新的、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. 形成甲烷分子时，中心原子的和，，等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条杂化轨道，这些杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。

成键时，这四个完全相同的轨道分别与四个氢原子的电子云重叠成共价键。

3. 乙烯分子中碳原子用一个轨道和两个轨道进行sp2杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。

形成乙烯分子时，两个碳原子各用的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外分别与两个氢原子的的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的的未成对电子相互配对形成一个键。

4. 乙炔分子中碳原子用一个轨道和一个轨道进行sp杂化，得到两个完全相同的杂化轨道。

形成乙炔分子时，两个碳原子各用的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外分别与一个氢原子的的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的两个未参与杂化的的未成对电子相互配对形成一个键。

二、轨道杂化简单规律：1. 通常中心原子有几个轨道参与了杂化是由与中心原子成键的决定的，有几个原子轨道参与杂化，杂化后就生成几个杂化轨道，就能与几个其它原子成键。

2. 三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为的型杂化轨道，SP2杂化轨道为的，SP3杂化轨道为的构型。

《共价键与分子的空间构型第一课时》课件4

《共价键与分子的空间构型第一课时》课件4

第2节
[学习目标定位]
共价键与分子的空间构型
第 1 课时 一些典型分子的空间构型
知道共价分子结构的多样性和复杂性， 能用杂化轨道理论解 释或预测某些分子或离子的空间构型。
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．NH3 B．H2O C．HCl D．CH4 E．C2H6 F．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____________。
⑤甲烷的二氯代物只有一种 (√ ) (2)碳原子的价电子排布式是 2s22p2，按电子排布规律，
2 个 s 电子是已配对的，只有 2 个 p 电子未成对，而在甲烷
2s上有1个电子跃 分子中碳呈 4 价而不是 2 价，其原因是________________ 迁到2p空轨道上，有4个未成对电子 。 ____________________________________
杂化后的 2 个 sp1 杂化轨道分别与氯原子的 3p 轨道发生 重叠，形成 2 个 σ 键，构成直线形的 BeCl2 分子。
1个np (2)sp1 杂化：sp1 杂化轨道是由 1个ns 轨道和_______ 1 1 1 s p 轨道杂化而得， 每个 sp 杂化轨道含有___ 2 和___ 2 轨道的成 分。 sp1 杂化轨道间的夹角为 180° ， 呈 直线 形(如 BeCl2)。
解析
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； 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；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；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；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；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。