高中化学第2章微型专题三分子离子空间构型与杂化轨道类型的判断教案鲁科版选修3

第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型[课标要求]1．认识共价分子结构的多样性和复杂性。

2．能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。

3．结合实例说明“等电子原理”的应用。

1.CH4、NH3、H2O、H2S、NH＋4、CCl4、CF4分子中中心原子均采用sp3杂化。

2．CH2===CH2、C6H6、BF3、CH2O分子中中心原子均采用sp2杂化。

3．CH≡CH、CO2、BeCl2、CS2分子中中心原子均采用sp1杂化。

4．正四面体形分子：CH4、CCl4、CF4；三角锥形分子：NH3、PH3；V形分子：H2O、H2S、SO2；平面三角形分子：BF3；平面形分子：C2H4、C6H6、CH2O；直线形分子：C2H2、CO2、BeCl2、CS2。

5．等电子体：化学通式相同(组成原子数相同)，价电子数相等的微粒。

甲烷分子的空间构型1．轨道杂化和杂化轨道2.甲烷分子中碳原子的杂化类型3．杂化轨道形成的分子空间构型(杂化轨道全部用于形成σ键时)1．什么是成键电子对、孤电子对？其与中心原子的轨道数或价层电子对数有什么关系？ 提示：分子或离子中，中心原子与其他原子以共价键结合的电子对为成键电子对，中心原子上不参与成键的电子对为孤电子对，两者之和等于中心原子的轨道数，也等于价层电子对数。

2．在你接触的原子或离子中，中心原子上最多的轨道数或价层电子对数是多少？ 提示：最大轨道数为1(s 轨道)＋3(p 轨道)＝4。

1．杂化轨道类型的判断方法一：依据杂化轨道数＝中心原子形成的σ键数＋孤电子对数(1)公式：杂化轨道数n ＝12(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)。

[特别提醒] ①当中心原子与氧族元素原子成键时，氧族元素原子不提供电子。

②当为阴离子时，中心原子加上电荷数，为阳离子时，减去电荷数。

(2)根据n 值判断杂化类型n ＝2时，sp 1杂化，如BeCl 2，n ＝12(2＋2)＝2； n ＝3时，sp 2杂化，如NO －3，n ＝12(5＋1)＝3； n ＝4时，sp 3杂化，如NH ＋4，n ＝12(5＋4－1)＝4。

第3课时分子的空间构型与分子性质学习目标 1.掌握手性分子的概念并了解其在生命科学方面的应用。

2.知道分子的空间构型与分子极性的关系，学会判断简单分子的极性情况。

一、分子的对称性1．对称分子(1)依据__________的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。

(2)分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质等都与分子的对称性有关。

2．手性分子(1)手性：一种分子和它在镜中的像，就如人的左手和右手，________而不完全相同，即它们不能重叠。

(2)手性分子：具有________的分子。

手性分子和它的镜像分子构成一对异构体，分别用D和L标记。

二、分子的极性1．极性分子：分子内存在正、负两极的分子。

2．非极性分子：分子内没有正、负两极的分子。

3．分子的极性判断(1)双原子分子的极性a．相同原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心重合，为____________分子。

b．不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不重合，为________分子。

(2)多原子分子的极性a．如果形成分子的所有化学键均为非极性键，分子的正、负电荷重心重合，为__________分子。

b．如果形成分子的化学键为极性键，若分子空间构型为对称结构，则为____________分子，如CO2；若分子空间构型为非对称结构，则为________分子，如H2O。

1．下列有机化合物分子中含有手性碳原子的是( )A．CH(CH3)3 B．CH3CH2OHC．CH3CHClCH2CH3 D．CH3CHO2．下列叙述正确的是( )A．NH3是极性分子，分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D．CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央3．下列物质的分子中，既含有极性键，又含有非极性键，且属于非极性分子的是( )4．下列说法正确的是( )A．由极性键构成的分子全都是极性分子B．含有非极性键的分子一定是非极性分子C．极性分子一定含有极性键，非极性分子一定含有非极性键D．以极性键结合的双原子分子，一定是极性分子练基础落实知识点一分子的对称性1．下列物质的分子中，不具有对称性的是( )A．CH3Cl B．CH2Cl2C．CH2ClBr2．具有手性碳原子的物质往往具有旋光性，存在对映异构体，下列化合物中存在对映异构体的是( )A．C2H5CH===CHCH(CH3)—CH===CHC2H5B．2­甲基丁烷C．甲酸D．C6H5CH(CH3)CHO知识点二分子的极性与键的极性3．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是( )A．CH4Br2 B．H2O NH3C．CCl4H2S D．CO2HCl4．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，由此可判断BeCl2属于( ) A．由极性键形成的极性分子B．由极性键形成的非极性分子C．由非极性键形成的极性分子D．由非极性键形成的非极性分子练方法技巧推测AB n型分子是极性分子或非极性分子的经验规律5．CO2、CH4、BF3都是非极性分子，HF、H2O、NH3都是极性分子，由此推测AB n型分子是非极性分子的经验规律正确的是( )A．所有原子在同一平面B．分子中每个键的键长应相等C．在AB n中A原子没有孤对电子D．A的相对原子质量小于B6．NH3、H2S等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是极性键形成的非极性分子。

第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型【教学目标】1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型过程与方法：【教学重点】理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型【教学难点】理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型【教学方法】采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【课题引入】在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。

科学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。

”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。

通常，不同的分子具有不同的空间构型。

例如，甲烷分子呈正四面体形、氨分子呈三角锥形、苯环呈正六边形。

那么，这些分子为什么具有不同的空间构型呢?【思考】美丽的鲜花、冰晶、蝴蝶与微观粒子的空间构型有关吗？【活动探究】你能身边的材料动手制作水分子、甲烷、氨气、氯气的球棍模型吗？【过渡】我们知道，共价键具有饱和性和方向性，所以原子以共价键所形成的分子具有一定的空间构型。

【板书】一、一些典型分子的空间构型（一）甲烷分子的形成及立体构型【联想质疑】研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个C—H键的键角均为l09．5º，从而形成非常规则的正四面体构型。

原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。

碳原子的价电子排布为2s22p2，也就是说，它只有两个未成对的2p 电子，若碳原子与氢原子结合，则应形成CH2；即使碳原子的一个2s电子受外界条件影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个未成对电子，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的正四面体结构。

那么，甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢?【过渡】为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，【阅读教材40页】【板书】1. 杂化原子轨道在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。

第1课时一些典型分子的空间构型 [学习目标定位] 知道共价分子结构的多样性和复杂性，能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间构型。

一杂化轨道及其理论要点1．C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4为什么具有正四面体的空间构型？答案在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。

四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H是等同的。

可表示为2．由以上分析可知：(1)在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。

(2)轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。

3．杂化轨道理论要点(1)原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。

(2)参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。

(3)杂化改变了原子轨道的形状、方向。

杂化使原子的成键能力增大。

[归纳总结]1．杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相同，但能量不同。

2．杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。

3．杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。

4．未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。

[活学活用]1．下列关于杂化轨道的说法错误的是( )A．所有原子轨道都参与杂化B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D．杂化轨道中不一定有一个电子答案 A解析参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A项错误，B项正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C 项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对(如NH 3、H 2O 的形成)，故D 项正确。

鲁科版选修三《分子的空间构型与分子性质》教案及教学反思一、课程信息•课程名称：分子的空间构型与分子性质•教材版本：鲁科版选修三•教学对象：高中生•上课时间：每周三上午第二节课•课时数：12课时•教学目标：1.理解分子的空间构型对分子性质的影响；2.掌握 VSEPR、分子轨道理论等概念；3.能够应用所学知识解决实际问题。

二、教学内容第一课：引入•学习目标：了解本节课的教学内容和目标，激发学生学习兴趣。

•学习任务：1.介绍分子的空间构型和分子性质的基本概念；2.引导学生思考空间构型和分子性质之间的关系。

•学习重点：1.理解空间构型和分子性质的概念；2.理解空间构型对分子性质的影响。

第二课：VSEPR 理论•学习目标：掌握 VSEPR 理论的基本概念和应用方法。

•学习任务：1.介绍 VSEPR 理论的基本概念；2.给出常见分子的 VSEPR 模型；3.指导学生进行 VSEPR 模型的应用和分析。

•学习重点：1.理解 VSEPR 理论的基本原理；2.掌握常见分子的 VSEPR 模型和应用方法。

第三课：分子轨道理论•学习目标：了解分子轨道理论的基本概念和应用方法。

•学习任务：1.介绍分子轨道理论的基本概念；2.给出分子轨道理论在实际应用中的例子；3.指导学生进行分子轨道的应用和分析。

•学习重点：1.理解分子轨道理论的基本原理；2.了解分子轨道的种类和应用方法。

第四至六课：VSEPR 和分子轨道理论的综合应用•学习目标：综合应用 VSEPR 和分子轨道理论解决实际问题。

•学习任务：1.给出实际问题；2.引导学生进行 VSEPR 和分子轨道理论的分析和推导；3.指导学生进行计算和讨论。

•学习重点：1.掌握 VSEPR 和分子轨道理论的综合应用方法；2.能够独立解决实际问题。

三、教学策略•在引入课时使用启发式问题或者小组讨论等方式引导学生主动思考；•讲解知识点时，可以用图像、图表、动画等方式辅助教学；•在综合应用课时中，让学生在小组中独立完成问题，并展示、讨论解决过程和结果；•在课程结束时对本节课的内容进行妙招、应用和拓展讲解，扩展学生的知识面。

第3课时 分子的空间构型与分子性质[学习目标定位] 1.知道手性分子的概念，会判断手性碳原子。

2.理清共价键的极性、分子的空间构型与分子极性的关系，学会判断简单分子极性的方法。

一 分子的对称性1．CH 3CH 3(乙烷)、H 2O 、NH 3三种分子如图所示：(1)若将三种分子分别绕C 1、C 2、C 3轴旋转一定角度后可与原分子重合，C 1、C 2、C 3分别为相应分子的对称轴。

(2)甲烷分子中碳原子和其中两个氢原子所构成的平面为甲烷分子的对称面。

(3)依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称为对称性。

(4)分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质等都与分子的对称性有关。

2．观察比较下图所示两种分子的结构(1)它们的相同点是分子组成相同，都是CHFClBr ；从平面上看相似。

不同点是在空间上完全不同，它们构成实物和镜像关系。

(2)具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称为手性异构体，可以分别用D 和L 来标记。

有手性异构体的分子叫做手性分子。

(3)判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团，即有机物分子中是否存在手性碳原子。

如C *R 1R 2R 4R 3，R 1、R 2、R 3、R 4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。

[归纳总结]1．手性同分异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。

2．构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。

两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。

[活学活用]1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A ．CCl 2F 2B ．CH 3CH 2OHC ．CHOHCH 2OHCH 2OHD ．CHCH 3OHCOOH答案 D解析 中心原子连有四个不同的原子或基团，化合物的分子才具有手性。

化学：2. 2. 3《分子的空间构型与分子性质》教案（鲁科版选修3）部门： xxx时间： xxx制作人：xxx整理范文，仅供参考，勿作商业用途第2节共价键与分子空间构型第3课时分子的空间构型与分子性质【学习目标】1.使学生了解一些分子在对称性方面的特点。

2.知道手性化学在现代化学领域医药的不对称合成领域中的重大意义【学习过程】一、分子的空间结构与分子性质1. 分子的对称性依据_________的旋转或借助______的反映能够复原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称为对称性。

分子的许多性质如____、_______及______________等都与分子的对称性有关。

b5E2RGbCAP当四个不同的______或______连接在碳原子上时，这个碳原子是不对称原子，如同人的左手和右手。

这种分子相似而不全同，不能重叠，我们称它们的表现为手性。

具有手性的分子叫做_________分子。

p1EanqFDPw2. 极性键和非极性键：<1）极性键：不同种原子，电负性，共用电子对必然偏向电负性的原子一方，使该原子带部分负电荷<δ-），而另一原子带部分正电荷<δ+）。

这样，两个原子在成键后电荷分布不均匀，形成有极性的共价键。

DXDiTa9E3d存在范围：气态氢化物、非金属氧化物、酸根、氢氧要、有机化合物。

<2）非极性共价键：同种元素的原子两原子电负性，共用电子对不偏向任何一方，成键的原子不显电性，这样的共价键叫非极性键。

简称非极性键。

RTCrpUDGiT3. 分子的极性(1>极性分子：⑴定义：如H2O⑵特点：分子中有发生偏移的共用电子对，并且分子的形状不呈“空间对称”(2> 非极性分子(1> 定义：(2>特点：分子的形状呈“空间对称”其类型有：①没有共用电子对如②有共用电子，但全部都不发生偏移。

如：③有偏移的共用电子，但分子形状是呈“空间对称”的。

如：3. 常见分子的空间形状及对称性5PCzVD7HxA 【典题解悟】例 1. 经验规律<相似相溶原理）：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。

第1课时一些典型分子的空间构型1．了解典型的分子空间构型，能够制作典型分子的空间模型。

2．了解杂化轨道理论，掌握常见的杂化轨道类型。

(重点) 3．能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。

(难点)教材整理1 轨道杂化和杂化轨道1.2．甲烷中碳原子的杂化类型。

(1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。

(×)(2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。

(√)(3)杂化轨道用于形成π键。

(×)(4)杂化轨道能量相同。

(√)教材整理2 杂化轨道的类型1个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道？【提示】不能。

轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。

1个s轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。

[合作·探究][探究背景]NH3、CH4两分子中，N、C原子都采用sp3杂化，NH3分子空间构型是三角锥形，CH4分子是正四面体形。

[探究问题]1．形成sp3杂化的原子轨道是哪些？杂化轨道夹角是多少？【提示】2s和2p原子轨道，109.5°。

2．两分子空间构型不同的原因是什么？【提示】形成的4个sp3杂化轨道中，NH3分子中只有三个轨道中的未成对电子与H 原子的1s电子成键。

另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不参加成键，但对成键电子对有较强的排斥作用，使三个N—H键角变小，成为三角锥形。

而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键，轨道夹角＝共价键键角＝109.5°，为正四面体形。

[核心·突破]1．杂化轨道的特点(1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。

(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。

(3)杂化前后轨道数目不变。

(4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。

(5)只有能量相近的轨道才能杂化(n s、n p)。

2．分子空间构型的确定题组1 轨道杂化和杂化轨道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C．CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109.5°【解析】轨道数目杂化前后一定相等。

第2课时分子的空间构型与分子性质1．知道手性分子的概念，会判断手性碳原子。

2．了解等电子原理。

3．了解分子的手性以及手性分子在生产、生活和医疗中的应用。

4．了解分子的极性以及分子的极性与共价键的极性、分子的空间结构之间的关系。

(重点)分子的对称性[基础·初探]教材整理1 对称分子1．概念依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。

2．性质具有对称性。

3．与分子性质的关系分子的极性、旋光性及化学性质都与分子的对称性有关。

(1)CH4分子是面对称。

(√)(2)NH3和H2O分子是面对称。

(×)(3)CH3—CH3分子是轴对称。

(√)(4)分子的对称性对物质的化学性质有一定影响。

(√)教材整理2 手性分子1．手性一种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似而不完全相同，即它们不能重叠。

2．手性分子具有手性的分子。

一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体，分别用D和L标记。

3．手性碳原子四个不同的原子或原子团连接的碳原子。

4．应用(1)手性分子缩合制蛋白质和核酸。

(2)分析药物有效成分异构体的活性和毒副作用。

(3)药物的不对称合成。

分子中含几个手性碳原子。

【提示】2个。

[核心·突破]1．对称轴：以通过两个碳原子的连线为轴线旋转120°或240°时，分子完全恢复原状，我们称这条连线为对称轴。

2．对称面：如甲烷分子，通过与碳原子相连的两个氢原子所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称这个平面为对称面。

3．碳原子形成双键或叁键时不是手性碳原子，手性碳原子和非手性碳原子可以通过化学反应相互转化。

4．含有手性碳原子的分子是手性分子。

[题组·冲关]1．下列分子为手性分子的是( )A．CH2Cl2B．C．D．CH3CH2COOCH2CH3【解析】B项乳酸分子的中间碳原子连—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子和原子团，为手性分子。

微型专题(三) 分子(离子)空间构型与杂化轨道类型的判断[学习目标定位] 1.能利用价电子对互斥理论和杂化轨道理论判断和解释分子或离子的空间构型。

2.能利用共价键类型及杂化轨道理论判断中心原子的杂化类型。

一、杂化轨道类型的判断例1下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )A．BeCl2与BF3B．CO2与SO2C．CCl4与NH3D．C2H2与C2H4【考点】杂化轨道理论的应用【题点】中心原子杂化类型的判断答案 C解析BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化轨道类型分别为sp1、sp2；CO2分子中杂化轨道数为2，SO2分子中杂化轨道数为3，中心原子杂化轨道类型分别为sp1、sp2；C项中中心原子杂化轨道类型均为sp3；D项中中心原子杂化轨道类型分别为sp1、sp2。

方法点拨含双键或叁键的分子的中心原子的杂化轨道类型还可以根据π键数目判断，如1个CO2、C2H2、C2H4分子中π键数目分别为2、2、1，碳原子杂化轨道类型分别为sp1、sp1、sp2。

相关链接杂化轨道类型判断方法小结(1)由杂化轨道数目判断杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数。

即：(2)根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型：①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子采取sp3杂化；②若杂化轨道在空间的分布为平面三角形，则分子的中心原子采取sp2杂化；③若杂化轨道在空间的分布为直线形，则分子的中心原子采取sp1杂化。

(3)根据杂化轨道之间的夹角判断中心原子杂化轨道类型：若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子采取sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子采取sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子采取sp1杂化。

变式1 下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )①BF3②CH2==CH2③④CH≡CH⑤NH3⑥CH4A．①②③B．①⑤⑥C．②③④D．③⑤⑥【考点】杂化轨道理论的应用【题点】中心原子杂化类型的判断答案 A解析sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为sp1杂化；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。