2.2共价键与分子的空间结构（第1课时）学案 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第 2 章 第 2 节 共价键与分子的空间结构（第 1课 时） 课题 杂化轨道理论 课 型 新授课 姓名 班级 教学目标 1.通过杂化轨道理论的学习，探析杂化类型与分子立体结构的关系，发展学生的宏观辨识与微观探析素养。 2.通过分析CH4、H2O、乙烯等分子的杂化方式与空间结构，逐步形成 “基态-激发态-杂化-成键”的认知分析模型。 3.通过体会化学家鲍林所作出的贡献与成就，引导学生树立探索未知、崇尚真理的意识。 评价目标 1.结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型。 2.能运用杂化轨道理论及其模型解释简单共价分子的空间结构。 3.利用模型分析，培养学生分析、总结、迁移探究的能力，提升学生的证据推理与模型认知水平。 【课堂探究案】 【活动项目一】复习旧知， 发现问题 写出C的价电子轨道表示式，思考甲烷为什么不是形成 CH2 而是形成 CH4？ 【活动项目二】提出理论， 解决问题 【学习任务一】初识杂化轨道理论 1.杂化轨道的定义 在外界条件影响下，原子内部 的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程就叫做原子轨道的杂化。组合后形成的一组新的、能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称 2.揭秘甲烷结构——sp3杂化过程 （1）介绍甲烷sp3杂化的过程 （2）甲烷成键特征 C原子上的四个 杂化轨道分别与四个H原子 轨道相互重叠，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3 键，故甲烷形成正四面体构型的分子。 3.根据实例，解读杂化轨道理论 4.杂化的类型 常见三种：SP SP2 SP3 sp3杂化 对应正四面体形，轨道夹角 109°28′。 sp2杂化 对应平面三角形，轨道夹角120° sp杂化 对应直线形，轨道夹角180° 【归纳1】影响键角的因素之一：杂化方式，顺序为sp〉sp2 〉sp3 【评价任务1】下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　　) A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新轨道 B.轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等 C.杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原则 D.CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109°28´ 【学习任务二】再析sp3杂化轨道理论 1.分析NH3、 H2Osp3杂化的过程 2.对比CH4、NH3、H2O三者键角差异的原因 【归纳2】影响键角的因素之二：孤电子对 ①杂化轨道用于形成σ键或用来容纳孤电子对，当没有孤电子对时，能量相同的杂化轨道彼此远离，形成的分子为对称结构；当有孤电子对时，孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥，形成的分子的空间结构也发生变化。 ② 斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对 3.如何分析中心原子的杂化方式 思维建模1 基态价电子轨道表示式 激发态价电子轨道表示式 电子填充，单电子成键 确定杂化方式，形成杂化轨道 【学习任务三】其它杂化轨道理论的探究 1.探究sp2杂化轨道理论 【评价任务2】阅读课本P50,利用思维建模1，分析sp2杂化的过程，并完成乙烯与苯成键情况的分析与性质比较。 （1）填写碳sp2杂化过程的价电子排布式 基态 激发态 杂化后 （2）完成乙烯与苯的成键情况的分析 CH2=CH2分子中每个碳原子形成 个sp2杂化轨道，每个碳各提供 个sp2杂化轨道相互重叠形成 个sp2-sp2σ键，每个碳剩余的2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道重叠形成 个s-sp2σ键，每个碳未参与杂化的2P 轨道相互肩并肩重叠形成 键。 苯分子中每个碳原子形成 个sp2杂化轨道，每个碳各提供 个sp2杂化轨道分别与邻位碳相互重叠形成 个sp2-sp2σ键，另外 sp2个杂化轨道与氢原子1s轨道重叠形成 个s-sp2σ键，6个碳原子未参与杂化的2P轨道相互重叠形成 。 （3）对比乙烯、苯结构与性质的差异 ①π键的不同 ②性质的不同 能使酸性KMnO4溶液褪色， 不能使酸性KMnO4溶液褪色。 能使溴的CCl4溶液褪色， 不能使溴的CCl4溶液褪色。 2.探究sp杂化轨道理论 【评价任务3】已知CH≡CH是直线形分子，分子中键角为180o，如何用杂化轨道理论解释CH≡CH的成键特征呢？ 基态 激发态