2.1碳原子的SP杂化及乙烯分子的形成过程（讲义）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

碳原子的SP杂化及乙炔分子的形成过程 · 教学目的 1、掌握sp杂化轨道理论。 2、掌握乙烃的分子中σ键与π键的形成； 3、掌握乙炔的分子结构特点。 · 教学思想 本节课的教学内容属第三模块 炔烃，采用以教为主的五段教学策略，通过唤起学生原有认知结构，让学生主动地从自身的认知结构中提取出有关的旧知识来同化新知识，在较短时间内掌握较多的系统知识。 · 教学重难点 重点：乙炔的结构及SP杂化 难点：SP杂化过程 · 教学方法和策略 · 采用五段教学策略，教师采用提示教学的方法唤起学生有关的旧观念，通过分析教学的方法激发学生对新知识的兴趣，以讲授法、提问法和反馈法让学生掌握并且熟练使用所学的知识。 · 具体策略：复习烷烃、烯烃的相关知识引出炔烃的概念用杂化轨道理论解释炔烃的结构从炔烃的结构分析其化学性质总结，练习 · 教学设计思路 教学内容 教学组织 教学意图 炔烃的结构 复习烷烃和烯烃的相关知识引出炔烃 通过回顾之前的旧知识引出当前学习主题炔烃的结构。 通过现代物理方法测定数据指出乙炔的分子构型并通过杂化轨道理论解释乙炔分子的形成。 通过与甲烷和乙烯分子构型的解释作对比理解乙炔分子的构型，激发学生探索知识的能力以及分析问题和解决的能力。 巩固小结 总结本节课的内容布置练习作业 加深对本节课所学知识的理解。 · 教学过程设计 导入： 炔烃比相应的烯烃少两个氢原子，官能团为碳碳叁键(C≡C)，通式为CnH2n-2。简单的炔烃化合物有乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)等。在炔烃分子中，C≡C叁键处于末端的，例如HC≡CH、RC≡CH，叫做末端炔烃；处于中间的，例如RC≡CR′，叫做非末端炔烃。在末端炔烃分子（R－C≡C－H）中，叁键上的氢叫做炔氢。 一、炔烃的结构 1. 乙炔的直线构型 实验证明，乙炔分子里的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上，是直线型分子。其碳碳叁键与C－H键之间的夹角是180°。如图1所示。 ( 键能ＫJ · mol -1 347.2 611 837 ) 图1乙炔分子中的键长和键角 二、碳原子的sp杂化轨道 1、碳原子的sp杂化 杂化轨道理论认为，乙炔分子中碳原子成键时，各以一个2s轨道和一个2p轨道进行sp杂化，组成两个等同的sp杂化轨道。杂化过程如图2所示。 图2 碳原子轨道的sp杂化 杂化后形成两个sp杂化轨道，各含1/2 s和1/2 p成分，两个sp杂化轨道的对称轴在一条直线上，键角为180°。如图3所示。每个碳原子上还有两个未参与杂化的2p轨道，它们的对称轴互相垂直，并与sp杂化轨道相互垂直，如图4所示。 ( 图3　 两个sp轨道空间分布 图4　 叁键原子轨道分布图 ) sp杂化轨道的形状与sp2、sp3杂化轨道相似，每个sp杂化轨道含有(1/2)s成分和(1/2)p成分。两个sp杂化轨道的对称轴在一条直线上（图5）。 (a)碳原子一个SP杂化轨道 （b）两个SP杂化轨道 （c）未杂化的两个2P 互成180夹角 轨道与SP互相垂直 图5 碳原子SP杂化轨道示意 三、炔烃分子的形成 在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp杂化轨道相互重叠，形成一个C－C σ键，每个碳原子另一个sp杂化轨道各与一个氢原子的1s轨道形成C-H σ键，三个σ键的键轴在一条直线上如图4-5所示。未杂化的两个p轨道与另一个碳的两个p轨道相互平行，“肩并肩”的重叠，形成两个相互垂直的π键，如图6所示。 ( 图 6 　乙炔分子中 σ键与π键的形成 ) 四、本节小结 本节课的学习要点：（1）炔烃的构型，重点掌握炔烃的结构。（2）碳原子的sp杂化。（3）sp杂化的特点.（4）乙炔的构型，重点掌握乙炔分子中σ键与π键的形成。 · 教学评价和反思 · 本节课采用五段教学方法，通过唤起学生原有认知结构，让学生主动地从自身的认知结构中提取出有关的旧知识来同化新知识，例如本节课通过回顾之前所学的相关知识引出炔烃，并对炔烃的同分异构、命名和结构逐一讲解。 · 在教学中使用提示和对比等教学方法，激发了学生学习的主动性，例如炔烃的同分异构、命名和结构通过和烯烃相比较的方法来学习。 本节课的内容是介绍性的内容，所以和实际生产生活的联系较少，学生学习比较枯燥，需要采取一些措施提高学生的兴趣。 学科网（北京）股份有限公司 $$