归纳与整理ppt配用优秀教学设计

《杂化轨道》

教学设计

西电中学 段小娟

一、三维目标

1、

知识与技能

认识杂化轨道理论的要点；进一步了解有机化合物中碳的成键特征；能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型21·世纪*教育网

2、

过程与方法

采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

3、

情感态度与价值观

培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力

二、教学重点、难点

杂化轨道理论的要点以及应用。

三、学情分析

价层电子互斥理论之后学习，学生已经对空间构型有所了解。一、会计算分析中心原子的价层电子对的数目并推测空间构型。二、了解共价键知识，知道一个原子能形成几个共价键。无法从已有共价键的知识解释一些分子空间构型，需要杂化轨道理论知识来支撑，二者知识并无矛盾。让学生更多了解分子空间构型的形成。该部分知识也是高考的高频点，要求掌握中心原子的杂化方式及用于解释构型原因。

四、教学策略

采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

五、教学准备

黑板、模型、学案、多媒体

六、教学环节

[复习提问]用价层电子对互斥理论分析甲烷的空间构型。

[质疑]按照我们已经学过的价键理论，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的ls原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为什么？

［引入］为什么有这四个相同的轨道呢？为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。

[板书]三、杂化轨道理论简介

1、杂化的概念：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。

[讲]杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。为了解决甲烷分子四面体构型，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp杂化轨道分别与4个氢原子的ls轨道重叠，形成4个C--Hσ键，因此呈正四面体的分子构型。

［投影］

33

［讲］杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。但应注意，原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道才能发生杂化，而1s轨道与2p轨道由于能量相差较大，它是不能发生杂化的。2-1-c-n-j-y

[投影] sp杂化轨道

Flash动画演示CH4的形成

[板书]2、杂化轨道的类型：

(1) sp杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp杂化轨道。

21*cnjy*com

[板书]空间结构：空间正四面体或V型、三角锥型。

[讲]除sp杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp杂化轨道。sp杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得。

[板书] (2) sp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

sp杂化轨道。www-2-1-cnjy-com

［投影］

2 2322333BF3分子形成2s2p激发2s2p正三角形B的基态FBF激发态sp2 杂化态120°F

[板书] sp

杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。

[投影] [讲]还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。而没有填充电子的空轨道一般都不参与杂化。

［讲］乙烯分子中的碳原子的原子轨道采用sp杂化。其中两个碳原子间各用一个sp杂化轨道形成σ键，用两个sp杂化轨道与氢原子形成σ键，两个碳原子各用一个未参加杂化的2p原子轨道形成Π键。

［投影］

［讲］苯环分子中的碳原子的原子轨道采用了sp杂化。每个碳原子上的三个sp杂化轨道分别与两个相邻的碳原子和一个氢原子形成三个σ键并形成六碳环，每个碳原子上的未杂化2p轨道采用“肩并肩”的方式重叠形成大Π键。大Π键的形成使苯环上的所用原子处于同一平面，且结构稳定。

［投影］

2222222杂化）2杂化）CH(spC2H(sp244大π键大π键C6H6C6H6C6CH6的大π键（离域键）键（离域键）6H6的大π

［讲］sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得

[板书] (3) 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。

［投影］

[板书]sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道， ［投影］

Be基态激发态sp杂化态直线形键合化合态

BeCl2分子形成2s2p激发2s2p杂化直线形180ClBe Cl

［讲］杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键与键间的排斥力大小决定于键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。由于键角越大化学键之间的排斥能越小，对sp杂化来说，当键角为180时，其排拆力最小，所以sp杂化轨道成键时分子呈直线形；对sp2杂化来说，当键角为120时，其排斥力最小，所以sp2杂化轨道成键时，分子呈平面三角形。由于杂化轨道类型不同，杂化轨道夹角也不相同，其成键时键角也不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。

［讲］为了清晰的表示出成键电子和孤对电子，更有利的解释物质空间构型的关系，我们引入了路易斯式。路易斯结构式是用短线表示键合电子，小黑点表示未键合的价电子的结构式。

[投影]

[科学探究]1、写出HCN分子和CH20分子的路易斯结构式。

2．用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测(用立体结构模型表示) 3．写出HCN分子和CH20分子的中心原子的杂化类型。

4．分析HCN分子和CH2O分子中的π键。

[汇报]1、

2、直线型 平面三角型

3、sp杂化 sp杂化

24、HCN分子中有2个σ键和2个Π键，

即C-H和C-N之间各有一个σ键，另外C-N之间有两个Π键。甲醛分子中C-H之间有2个σ键，C-O之间有1个σ键和1个Π键

[讲]凡属于VESPR模型的AY4的分子中心原子A都采取sp3 杂化类型。例如CH4、NH3、H2O等。其中像CH4这类与中心原子键合的是同一种原子，因此分子呈高度对称的正四面体构型，其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别，这种杂化类型叫做等性杂化。

分析水分子的杂化

而像NH3、H2O这类物质的中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ键或孤对电子，这个的4个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化，

[思考交流]1、任意轨道都可以进行杂化吗？ 2、杂化前后轨道形状和方向是否发生改变？ 3、杂化前后轨道数目是否发生变化？ 4、杂化轨道在中心原子周围空间的位置分布遵循什么原理？ 5、杂化轨道的用途？

6、杂化的目的？

总结出杂化要点

［板书］3、杂化要点

（1）参与杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）

（2）杂化前后原子轨道数目不变.参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目

（3）杂化轨道的形状和方向方生了改变，在成键时更有利于轨道间的重叠，即轨道杂化增强了成键能力

（4）杂化轨道之间应尽可能地满足最小排斥原理，夹角达到最大。

(5)杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对。未参与杂化的P轨道可用于形成π

键 （6）杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数=中心原子价层电子对数

［板书］4、AB m杂化类型的判断

中心原子价层电子对数=杂化轨道数目=中心原子的电子数+和中心原子结合的原子数目

［投影小结］

杂化轨道数n 杂化类型

2 sp 3 Sp2 4 Sp3 ［小结］无论是价层电子对互斥理论还是杂化轨道理论，我们都是为了合理的解释分子的空间构型， ［投影］

杂化类型

杂化轨道数目

杂化轨道间的夹角

空间构型

Sp 2 180°

直线

实例

BeCl2 Sp2 Sp3

［课堂练习］

根据杂化轨道理论推测分子立体构型 见投影

板书设计

三、杂化轨道理论简介

1、杂化的概念：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、杂化轨道的类型：

(1) sp杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp杂化轨道。

空间结构：空间正四面体或V型、三角锥型。

(2) sp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 sp2 杂化轨道。

sp

杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。

(3) 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。

sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道，

3、杂化要点

4、AB m杂化类型的判断

中心原子价层电子对数=杂化轨道数目=中心原子的电子数+和中心原子结合的原子数目

［教学反思］

本节课从甲烷的结构引入课题，层层递进，思路清晰，能突破重难点，课堂容量大。学22333 4 120°

109°28′

平面三角形

BF3 四面体形

CH4

生课堂互动性强。学生积极思维。充分利用PPT展示和视频突破抽象难理解的知识体系。形成一个套路体系分析杂化形式。学生易记易理解。由杂化不同类型分析总结出杂化理论要点。避免了一开始的空洞理论，调整课本顺序可以降低理解难度。整个课堂都是采取问题引入，探究总结归纳的方式。通过课堂检测可看出课堂效果好，取得预期的理想效果。但是同时也存在一定的问题：1、对于杂化轨道理论要点未进行深入分析，只限于表面了解。只限于高考要求。应该增加帮助理解的讲解。2、可以向同行学习，多引入信息技术，如微课和动画视频增加理解，降低难度。3、课堂练习可适当增加难度。