Учитель химии МБОУ Школа №79 Тайгильдина Т.С.
Тема. Геометрия
молекул. Гибридизация атомных орбиталей.
Цель: обобщить и углубить знания учащихся о
типах гибридизации атомных орбиталей и влиянии гибридизации на форму молекул;
сформировать умение по химической формуле вещества определять вид гибридизации
и форму молекулы, изображать строение молекулы с помощью электронных облаков.
Оборудование:
таблицы «электронное строение метана, этилена, ацетилена»; магнитные изображения
или модели молекул, гибридных и атомных облаков (аппликация); таблица
распределения электронов по уровням и подуровням.
Ход урока.
I.
Орг. момент.-5 мин.
На столах лежат альбомные листы с готовыми изображенными ячейками и
алгоритм.
Ознакомление с целью урока.
Запись темы урока в тетрадь.
II.
П роверка домашнего задания.-5 мин.
1) У
доски 3 человека – изобразить sp3-,sp2-,sp-гибридное
состояние атомов углерода;
2) В
это время остальные учащиеся работают в группах. Выполняют задание:
- записать
электронные и электронно-графические формулы атомов О, АL, Ѕ ( II, IV,VI ), N,
Si, F, СL, В, Вe.
После
окончания работы прикрепить на доску.
Электронно-графические формулы понадобятся в ходе урока.
III. Объяснение нового материала.-10 мин
1.
Вводная часть
(в форме беседы).
-Что
такое орбиталь?(Та область атомного пространства, где пребывание электрона
наиболее вероятно).
-Какие формы орбитали вам известны?(s, p, d, f ).
-В
курсе органической химии вы изучали понятие «гибридизация».Что оно означает?
(Гибридизация
–это процесс выравнивания атомных орбиталей по форме и энергии).
Мы уже
встречались со случаями гибридизации в органической химии.
2.
Расскажите о
этих случаях.(Заслушиваются ответы учащихся у доски с использованием магнитных
моделей).
3.
Не только атом
углерода может подвергаться гибридизации. Если в атоме более 1 валентного
электрона, то для образования атомом равноценных связей электронные облака
будут подвергаться гибридизации.
4.
Особенно легко
вступают в гибридизацию электронные облака элементов 2-го периода (N, O, C), это связано с маленьким радиусом
атомов и сильным отталкиванием между электронными облаками.(Запись в тетрадь)
5.
Причины
гибридизации (запись в тетрадь):
1)
необходимость
образования равноценных связей с другими атомами;
2)
максимальное
удаление атомов друг от друга в пространстве.
Если в молекуле нет кратных связей, то тип гибридизации определяется
валентностью центрального атома и числом орбиталей, на которых у него есть
электроны.
Если в молекуле есть π-связь, то на каждую π-связь остаётся
негибридным одно р-облако. Так, например, в молекуле ацетона две
π-связи, углерод будет находиться в sp-гибридизации.
При
изображении строения молекул с помощью облаков пользуются следующим алгоритмом
(на столах).
Алгоритм изображения строения
молекул с помощью облаков.
1.По
молекулярной формуле определяется валентность элементов.
2.Строение
молекулы изображается структурной формулой.
3.Изображается
электронно-графическая формула центрального атома молекулы, число неспаренных
электронов равно валентности.
4.По числу
занятых электронами орбиталей определяется вид гибридизации центрального атома.
Если атом образует π-связи, то на каждую π-связь из гибридизации убирают 1 р-облако.
5.Изображаются
гибридные облака, если их 2, то ,
линия
3-
4-
, ,
плоский треугольник тетраэдр
5- 6-
, .
бипирамида
октаэдр
6.По тому же
плану изображаются остальные атомы молекулы.
7.Негибридные р-облака
изображают перпендикулярно линии, связывающей центры атомов.
6 . Рассмотрим примеры (работа учащихся у
доски с использованием ответа построения электронно-графических формул атомов,
которые выполняли в начале урока)-15 мин
Пример: ALH3
III I
- ALH3
- H─AL─H
│
H
3.
Центральный атом –AL+13)2)8)3 1s22s22p63s23p1
E
|
3
s p s p
4. Так
как π-связей в молекуле нет, то все занятые электронные орбитали гибридизуются,
это s- и 2 p-орбитали, sp2 –гибридизация.
5. AL
6. У атома водорода один s-электрон, поэтому гибридизации нет: Н-
7.
р-облаков нет.
Н ALH3
Н
Н
Пример: СО2.
IV
II π
π
1. СО2
2. О ═ С ═ О
σ σ
3. С+6)2)4 1s22s22p2
С*
s р
4. У атома
углерода 2 π-связи, значит, 2 р-облака в гибридизацию не вступят,
sр-гибридизация.
5. С
6. О+8)2)6 1s22s22p4
s р
У
каждого атома кислорода 1 π-связь, значит, 1 р-облако в гибридизацию не
вступит, sp2 –гибридизация.
О
7.
линейная молекула.
IV II
Пример:
ЅО2.
Ѕ+16)2)8)6
1s22s22p63s23p4
Ѕ*
s р d
У серы 4
неспаренных электрона, т.к. её валентность IV.
Структурная формула
О ═ Ѕ ═ О, у серы 2 π-связи, из гибридизации убираем 2 облака: d и р, остаётся sp2 –гибридизация, форма молекулы
уголковая, т.к. в ней всего 3 атома Ѕ .
// \\
О
О
VI II
Пример:
ЅО3.
У серы 6
неспаренных электрона, т.к. её валентность
VI:
Ѕ**
s
р
d О
У серы 3
π-связи из гибридизации убираем 3 облака: d,d,р.
Остаётся ║
sp2 –гибридизация, форма- плоский
треугольник. Ѕ
// \\
О
О
Примеры(при отсутствии времени- на дом):
-BeCI2
CI-Be-CI
Валентность бериллия II, значит, его электроны распределены
так
2
s p
электронами занято две орбитали s и p-гибридизация sp, форма молекул линейная, угол связи
1800 : . (см. рис.
15, с. 63 в учебнике).
1800
-BF3, валентность В-III,его 3 электрона распределены на s и двух p орбиталях, значит, гибридизация sp2, форма молекулы- плоский треугольник,
угол связи 1200:
(см. рис. 14, с. 62 ).
В
-NH3, валентность
N-III, его 5 электронов внешнего уровня
занимают 4 орбитали, значит, гибридизация sp3, но только 3 орбитали примут участие в
образовании химической связи. Тетраэдр без одной вершины превращается в
пирамиду. Поэтому у аммиака пирамидальная форма молекулы, угол связи искажается
(107030’) (см. рис. 12, с. 61).
-Аналогичные рассуждения о строении молекул воды приводят нас к тому,
что кислород находится в sp3-гибридизации,
форма молекулы- уголковая, угол связи 104027’(см.
рис. 11, с.59).
Атом
кислорода на внешнем уровне имеет 6 электронов: О+8)2)6 1s22s22p4
2
s p
при sp3-гибридизации 2 облака содержат по 2
электрона и не могут участвовать в образовании связи, а 2 облака имеют
неспаренные электроны и образуют связь с атомами водорода.
Атом
кислорода имеет тетраэдрическую форму, молекула воды- уголковую.
IV. Закрепление.-5 мин
Итак, на форму молекул влияют:
1)
тип гибридизации
атомных орбиталей;
2)
число атомов в
молекуле.
Самостоятельная
работа по вариантам.(на
следующем уроке)
Задание. Определить вид гибридизации и
изобразить форму молекулы с помощью облаков.
В.1 ВF2.
В.2 ВеСL2.
V.Домашнее
задание: §7, упр.1-4
(3,4-письменно),оставшиеся примеры.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.