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.
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
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.
Расскажите о этих случаях.(Заслушиваются ответы учащихся у доски с использованием магнитных моделей).
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.
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)
Причины гибридизации (запись в тетрадь):
необходимость образования равноценных связей с другими атомами;
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 [pic] ,
линия
3- 4-
[pic] , [pic] ,
плоский треугольник тетраэдр
5- 6-
[pic] , [pic] .
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
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
[pic] [pic]
[pic] 6. У атома водорода один s-электрон, поэтому гибридизации нет: Н-
7. р-облаков нет.
Н ALH3
Н [pic] Н
Пример: СО2.
IV II π π
1. СО2 2. О ═ С ═ О
σ σ
3. С+6)2)4 1s22s22p2
s р
4. У атома углерода 2 π-связи, значит, 2 р-облака в гибридизацию не вступят, sр-гибридизация.
5. С
[pic]
6. О+8)2)6 1s22s22p4
-
У [pic] каждого атома кислорода 1 π-связь, значит, 1 р-облако в гибридизацию не вступит, sp2 –гибридизация. О
7.
[pic] линейная молекула.
IV II
Пример: ЅО2.
Ѕ+16)2)8)6 1s22s22p63s23p4
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:
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
s и p-гибридизация sp, форма молекул линейная, угол связи 1800 : [pic] . (см. рис. 15, с. 63 в учебнике). 1800
- [pic] 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
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:
тип гибридизации атомных орбиталей;
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.
