Слайд 1Строение молекул
урок № 9
11 класс
Слайд 2ЭПИГРАФ
Самое главное — научить человека мыслить.
Брехт Б
Слайд 3Цели урока
1. Создать условия для усвоения знаний о химической связи, электроотрицательности,
и пространственном строении молекул (предметный результат).
2. Продолжить развивать умение генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи, искать аналогии и работать в команде, пользоваться альтернативными источниками информации (метапредметный результат).
3. Формирование умений управлять своей учебной деятельностью, подготовка к осознанию выбора дальнейшей образовательной траектории (личностный результат).
Слайд 4Самостоятельная работа
1 Химическая связь в молекулах метана и хлорида кальция соответственно
1)
ковалентная полярная и металлическая
2) ионная и ковалентная полярная
3) ковалентная неполярная и ионная
4) ковалентная полярная и ионная
2 Полярность ковалентной связи в ряду веществ
1) изменяется периодически
2) не изменяется
3) увеличивается
4) уменьшается
Слайд 5Самостоятельная работа
3
Химическая связь в
бромиде натрия
1) ковалентная неполярная
2) ионная
3) ковалентная полярная
4) металлическая
4 Химическая связь в метане и хлориде кальция соответственно
1) ковалентная полярная и металлическая
2) ионная и ковалентная полярная
3) ковалентная неполярная и ионная
4) ковалентная полярная и ионная
Слайд 6Самостоятельная работа
В какой молекуле ковалентная связь «элемент – кислород» наиболее полярна?
1)
SO2
2) NO
3) CI2O
4) H2O
Слайд 7Самостоятельная работа
В какой молекуле ковалентная связь «элемент – фтор» наиболее полярна?
1)
SF6
2) NF3
3) OF2
4) HF
Слайд 8Самостоятельная работа
Наиболее полярна химическая связь в молекуле
1) CI 2
2) HF
3)
Слайд 10Пояснение
1 .Ковалентная полярная связь образуется в молекулах между атомами разных неметаллов,
ионная — между атомами металлов и неметаллов. Определим состав веществ по формулам: в метане — углерод и водород, поэтому связь ковалентная полярная, в хлориде кальция — кальций и хлор, значит, связь ионная.
2 В ряду галогеноводородов полярность связи будет увеличиваться с увеличением электроотрицательности галогена. Значит в данном случае полярность уменьшается.
3 Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла. Ковалентная полярная связь образуется в молекулах между атомами разных неметаллов, ионная — между атомами металлов и неметаллов. Поэтому химическая связь в бромиде натрия ионная.
4 Метан имеет ковалентную полярную связь, а хлорид кальция - типичная соль - ионную.
Слайд 11Пояснение
5 Наиболее полярной будет связь между элементами с наибольшей разницей в
электроотрицательности (ЭО). Кислород - элемент с высокой ЭО, значит надо найти соединение с элементом с самой низкой ЭО из представленных. ЭО уменьшается влево по периоду и вниз по группе, значит их имеющихся наименьшей обладает водород.
Слайд 12Пояснение
6 Наиболее полярной будет связь между элементами с наибольшей разницей в
эдектроотрицательности (ЭО). Фтор - элемент с высокой ЭО, значит надо найти соединение с элементом с самой низкой ЭО из представленных. ЭО уменьшается влево по периоду и вниз по группе, значит их имеющихся наименьшей обладает водород.
7
Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла. Ковалентная полярная связь образуется в молекулах между атомами разных неметаллов, ионная — между атомами металлов и неметаллов.
Здесь 3 соединения с ковалентной полярной связью, из них наиболее полярной будет так, где имеется наибольшая разница в электроотрицательностях участвующих атомов, значит, это связь в молекуле фтороводорода.
Слайд 13Предсказание геометрии молекул
Первый подход называется теорией отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП).
Несмотря на “страшное” название, суть этого подхода очень проста и понятна:
химические связи и неподеленные электронные пары в молекулах стремятся расположиться как можно дальше друг от друга.
Слайд 14Пример
В молекуле BeCl2 есть две связи Be—Cl. Форма этой молекулы должна быть
такой, чтобы обе эти связи и атомы хлора на их концах располагались как можно дальше друг от друга:
Это возможно только при линейной форме молекулы, когда угол между связями (угол ClBeCl) равен 180о.
Слайд 15Пример 2
в молекуле BF3 имеется 3 связи B—F. Они располагаются как
можно дальше друг от друга и молекула имеет форму плоского треугольника, где все углы между связями (углы FBF) равны 120о :
Слайд 16Пример 3
в молекуле CH4 имеется 4 связи C—H. Все эти 4 связи
расположатся максимально далеко друг от друга только тогда, когда молекула примет форму тетраэдра, у которого в центре находится атом C, а в вершинах - атомы H. Кстати, в "квадратной" молекуле расстояние между атомами водорода было бы меньше, поэтому реальная молекула CH4 имеет форму тетраэдра:
В молекуле CH4 угол НСН такой же, как в математическом тетраэдре: 109о28’.
Слайд 17Пример 4
молекула H2O в своем составе имеет две связи O—H и две неподеленные пары электронов.
Вывод: эта молекула также должна иметь форму, похожую на тетраэдр.
Слайд 18Тетраэдр слегка искажен, потому что неподеленные пары отталкиваются между собой несколько
сильнее, чем от поделенных пар, и чем поделенные пары отталкиваются друг от друга. Поэтому реальный угол HOH составляет не 109о, а немногим менее 105о. Однако по центрам атомов, как можно видеть, молекула воды имеет угловую форму.
Слайд 19Гибридизация орбиталей - это изменение формы некоторых орбиталей при образовании ковалентной связи
для достижения более эффективного перекрывания орбиталей.
Слайд 21sp3- Гибридизация. Одна s- орбиталь
и три p- орбитали превращаются в
четыре
одинаковые "гибридные" орбитали, угол между
осями которых равен 109°28'.
Молекулы, в которых осуществляется sp3-
гибридизация, имеют тетраэдрическую геометрию
(CH4, NH3).
Слайд 24Аммиак – ковалентное соединение. Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды. Согласно
теории гибридизации атомных орбиталей, валентные орбитали атома азота находится в состоянии sp3-гибридизации, из четырех гибридных орбиталей три участвуют в образовании химической связи с атомами водорода, а четвертую занимает неподеленная пара электронов. Поэтому молекула аммиака полярна и имеет ярко выраженный донорный характер. Из-за отталкивания неподеленной пары электронов и электронных пар, образующих связи, угол в молекуле отличен от тетраэдрического и составляет 107,3°, длина связи 0,10 нм.
Слайд 25sp2- Гибридизация. Одна s- орбиталь и две p- орбитали превращаются в
три одинаковые "гибридные" орбитали, угол между осями которых равен 120°.
Если связь образуется при перекрывании орбиталей по линии, соединяющей ядра атомов, она называется s- связью. Если орбитали перекрываются вне линии, соединяющей ядра, то образуется p- связь. Три sp2- орбитали могут образовывать три s- связи (BF3, AlCl3). Еще одна связь (p- связь) может образоваться, если на p- орбитали, не участвующей в гибридизации, находится электрон (этилен C2H4).
Молекулы, в которых осуществляется sp2- гибридизация, имеют плоскую геометрию.
Слайд 28sp- Гибридизация. Одна s- орбиталь и одна p- орбиталь превращаются в
две одинаковые "гибридные" орбитали, угол между осями которых равен 180°.
Две sp- орбитали могут образовывать две s- связи (BeH2, ZnCl2). Еще две p- связи могут образоваться, если на двух p- орбиталях, не участвующих в гибридизации, находятся электроны (ацетилен C2H2).
Молекулы, в которых осуществляется sp- гибридизация, имеют линейную геометрию.
Слайд 29Электронная конфигурация валентной оболочки бериллия 2s2. Для реакции с двумя атомами
хлора необходим переход электронов бериллия в возбужденное состояние:
Слайд 30Если бы один атом хлора связывался с бериллием за счет 2s-электрона
бериллия, а другой - за счет 2p-электрона бериллия, то связи Be—Cl не были бы равноценными. Однако на самом деле обе связи имеют одинаковую длину, прочность и расположены под углом 180о.
Чтобы объяснить равноценность связей Be—Cl, говорят о sp-гибридизации валентных атомных орбиталей бериллия, при которой одна s-орбиталь и одна p-орбиталь (они обведены овалом на орбитальной диаграмме) как бы смешиваются и выравниваются по форме и энергии, давая две одинаковые sp-гибридные орбитали
Слайд 31Определите тип гибридизации в молекулах NH3 и BF3. Объясните, почему молекула
NH3 менее прочная, чем BF3.
Решение: Азот имеет электронную конфигурацию: 1s 2 2s 2 2p 3 . Определим тип гибридизации азота в молекуле аммиака: В образовании связи участвуют три единичных электрона, находящиеся на р-орбитали, но гибридизоваться р-орбитали без s не могут, поэтому тип гибридизации sp 3 . Покажем механизм образования молекулы аммиака. Три гибридные орбитали взаимодействуют с s-орбиталями водорода, а четвертую занимает неподеленная электронная пара азота.
Слайд 32Определим форму молекулы – это тригональная пирамида. Валентный угол 1070 .
Отклонение от характерного для этого типа гибридизации валентного угла 1090 объясняется наличием на одной из гибридных орбиталей неподеленной электронной пары, электроны которой имеют такие же спины, что и электроны на гибридных орбиталях. Из-за этого происходит расталкивание электронных пар и валентный угол уменьшается. Электронная конфигурация атома бора: 1s 2 2s 2 2p 1 . Объяснение образования молекулы фторида бора: При небольших возбуждениях спаренные электроны распариваются, образуются 3 неспаренных электрона: Три неспаренных электрона участвуют в образовании связи, пустая орбиталь не гибридизуется, тип гибридизации sp 2 .
Слайд 33Покажем механизм образования молекулы фторида бора. Три гибридных орбитали взаимодействуют и
р орбиталями фтора, образуя одинарные связи. Негибридизованная орбиталь в образовании связи не участвует. Определим форму молекулы фторида бора. Для sp 2 типа гибридизации и четерыхатомных молекул характерна форма равностороннего треугольника, где валентный угол составляет 1200 . Между свободными негибридизованными орбиталями бора и неподеленными 2p 2s 2p 2s 2p 2s электронными парами фтора происходит образование дополнительных связей по донорно-акцепторному механизму. В результате происходит упрочнение молекулы. Поэтому молекула фторида бора более прочная, чем молекула аммиака.
Слайд 40Подведение итогов урока
На уроке я узнал
Выполнил ____________заданий
Не понял___________
Было интересно:
Слайд 41Домашнее задание
Параграф 9, задания 2-4