(2019新)人教版高中化学高二选择性必修二第二章分子结构与性质第二节分子空间结构课例分析ppt课件.ppt
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1、物质结构与性质 第二章 第二节分子空间结构1.以学习者身份与学生教学相长,更容易体会从“新”知到落实过程中的障碍点。2.以终为始,从输出的角度审视和体会输入的核心和重点。备课过程中先参阅高考样题,教材书后习题再阅读教材,课标对应内容及说明。3.在多种辅助资源中(国家中小学课程资源,教参,大学教材)化繁就简,清晰捕捉和梳理教学内容的逻辑主线,方可在课堂教学的呈现方式中灵活选择和驾驭。课 前个人体会课 前(2020.全国卷 .11题节选)磷酸根离子的空间构型为 ,其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为(2020.全国卷 .11题节选)有机碱CH3NH3+中,N原子的杂化轨道类型是 (2020.全
2、国卷 .11题节选)氨硼烷在催化剂作用下 水解释放氢气: 3NH3BH3+6H2O3NH4+B3O63-+9H2B3O63-,在该反应中,B原子的杂化轨道类型由 变为课 前课程标准结合实例了解,共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。知道分子的结构可以通过波谱,晶体X射线衍射等技术进行测定。课 前 教学内容第二节 分子的空间结构1.分子结构的测定2.多样的分子空间结构3.价层电子对互斥模型4.杂化轨道理论简介高中化学学科教学指导意见课 前结合甲烷等实例了解共价分子具有特定的空间结构,知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。能运用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的
3、空间结构。能运用杂化轨道理论解释典型分子的空间结构。教学目标本节教学重点:1.应用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的空间结构。2.应用杂化轨道理论解释分子的空间结构,判断中心原子杂化轨道类型。本节教学难点:中心原子的孤电子对数目的计算。高中化学学科教学指导意见课 前知识生长线旧知:甲烷,氨气,乙烯,乙炔等分子的空间结构和键角。通过原子轨道重叠形成共价键, 因成建轨道的方向性而导致共价键具有方向性。共价键的方向性决定了分子具有空间结构。在多原子分子中两个相邻化学键的夹角叫键角。键长、键角用于描述分子的空间结构。承上 如何测定和预测分子的空间结构。启下: 为什么分子呈现不同空间结构新知: 判断
4、分子极性等课 前课 前课时安排第一课时 介绍价层电子对互斥模型 价层电子对计算利用价层电子对互斥模型预测分子空间结构第二课时 介绍杂化轨道理论第三课时 判断中心原子杂化轨道类型引入新课建构模型理解规则模型应用从分子空间结构多样性抛出问题通过CH4气球正四面体模型,构建互斥概念通过改变电子对数目,构建VSEPR模型通过明确研究对象-简单共价分子(存在中心原子的多原子分子),界定VSEPR使用范围识别中心原子如何计算中心原子的价层电子对数目应用VSEPR模型预测不同类别分子或离子的空间结构通过实例讨论得出求算中心原子孤电子对数的公式价层电子对互斥模型课 前课 前突破相关的几个迷思概念 1)中心原子
5、成键时可以不受八电子限制:中心原子形成的共价键数与原子的价层轨道数及价电子数有关,多数原子在形成分子时已经 成对的电子可能会被激发到能量较高的p轨道或d轨道上,从而形成更多的价层轨道。文献:李保山, 教材中价层电子对互斥理论的问题探讨 ,大学化学,2020-12 2) 价层电子对彼此排斥(一说静电斥力,一说泡利斥力),尽可能地远离,最终形成高度对称的空间排布结构。 3) 对于一些简单的共价分子(ABn),其中A为中心原子,B为周围原子也称配位原子或端位原子。识别中心原子的方法,一是根据分子式或结构式,该原子连接两个或两个以上原子,一般就属于中心原子,对于只连一个原子的端位原子,就不是中心原子。
6、有机物如CH4中氢肯定不是中心原子,它只能形成 一个键,永远在端点上。一个分子中可能有多个中心原子,如甲醇中碳、氧均可看作中心原子。二是根据电负性。电负性较小的原子一般位于中心,电负性大的一般位于端位,比如一氧化二氮中的中心原子为氮原子,而非氧原子。 5) VSEPR之所以只用于主族元素(尤其高中阶段),不适用于过渡金属化合物构型的预 测,是因为 d 轨道参与成键后,其中心原子杂化轨道与常见的 p 轨道参与形成的杂 化轨道不同,据相应的量子计算,为满足 d 轨道最大程度地参与成键,杂化轨道的形 状易产生畸变形成不规则的构型。4 ) 对于中心原子A与配位原子B之间形成的键是在键头碰头重叠后肩并肩
7、形成的, 所以键的存在像以一定角度“依附”于成建的键,因此对分子骨架结构的影响较 小,所以在计算中心原子价层电子对时中心原子的键并不计入。可红外,晶体X衍射等实验手段测得(构成分子的原子几何学关系和形状)多样性 CH4 NH3 H2O CO2键角: 109 。28、 107 。 105 。 180 。 可通过模型预测价层电子对 互斥 模型( VSEPR )n=中心原子 电子对中心原子孤电子对 ABn排斥,最大程度的远离形成平衡作用力从而能量最低,最稳定价层电子对 数价层电子对几何分布 4四面体形 3平面三角形 2直线形计算方法(A的价电子数-A参与成键的电子数)/2(A的价电子数-B原子数B原
8、子最多能接受电子数)/2举例法【e-A最外n(8-e-B最外)】/2第一课时分子空间结构+课 上中心原子周围原子注:价层电子对数为1时,为双原子分子,不存在中心原子,也不存在键角,一般不计入VSEPR模型。第一课时课 上为什么四面体比平面四边形更稳定?为什么四面体位阻更小?若用气球模拟甲烷分子,什么导致产生所谓的“位阻”?最稳定的空间构型,气球间彼此的夹角特点?师生位阻小气球所成角度更大角度最大由氢原子间斥力修正为价层电子对间斥力VSEPR:中心原子周围-价层电子对数目(高中只要求2-4对) 中心原子周围- 价层电子对空间分布状态-键角最大原则果:最稳定 因:最小斥力-最大程度的远离-最大的键
9、角-空间对称分布(构成分子的原子几何学关系和形状)多样性 CH4 NH3 H2O CO2键角: 109 。28、 107 。 105 。 180 。 可通过模型预测价层电子对互斥 模型( VSEPR )排斥,最大程度的远离,角度最大形成平衡作用力从而能量最低,最稳定第一课时分子空间结构课 上价层电子对 数价层电子对几何分布 4四面体形 3平面三角形 2直线形可红外,晶体X衍射等实验手段测得中心原子电子对中心原子孤电子对 ABn第一课时+课 上中心原子周围原子中心原子A用于与n 个B所成的共价键键数成键后B一定满足8(H-2)电子结构n 每个B成的共价键所提供电子数n (8-e-B最外)等于NF
10、3中心原子价电子数54中心原子参与成键电子数3周围原子参与成键电子数3(8-7)42(8-6)中心原子孤电子对(5-3)2(4-4)2n =价层电子对问:N2为什么形成共价三键N N?O=C=O价层电子对 互斥 模型( VSEPR )n=电子对孤电子对 ABn计算方法(A的价电子数-A参与成键的电子数)/2(A的价电子数-B原子数B原子最多能接受电子数)/2举例法e-A最外n(8-e-B最外)/2第一课时+课 上中心原子周围原子成键后周围原子B一定满足8电子结构NH3价层电子对 数价层电子对几何分布 4四面体形 VSEPR讨论NH3的VSEPR模型?是否与NH3分子空间结构一致?为什么?第二课
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