《2-2-分子的立体构型第二课时》导学案5.doc

第二节 分子的立体构型
第二课时
学习目标：
1. 认识杂化轨道理论的要点；
2. 进一步了解有机化合物中碳的成键特征；
3. 能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。

导学提纲：
1. (自学、讨论)鲍林提出杂化轨道理论的目的是什么？什么是杂化轨道？
提出杂化轨道理论的目的：合理解释分子的空间构型。
在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。

2. (自学、讨论)甲烷分子的轨道是如何形成的？

3. (思考、讨论)阅读教材P39～40，并查阅相关资料，请思考：轨道进行杂化时，轨道的数量、能量、以及在空间的分布(形状)是否发生了变化？如果变化，又是如何改变的？请分别以sp、sp2、sp3杂化轨道为例说明。
轨道进行杂化时，轨道的数量没有发生改变，但轨道的能量、以及在空间的分布(形状)均发生了变化。
sp 杂化：同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道间的夹角为180°，分子的几何构型为直线形。
sp2杂化：同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为3个sp2 杂化轨道。杂化轨道间的夹角为120°，分子的几何构型为平面正三角形。
sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的sp3杂化轨道。杂化轨道间的夹角为109°28′，分子的空间正四面体或V型、三角锥型。

4. (思考、讨论)怎样判断有几个轨道参与了杂化？中心原子杂化轨道的类型与价层电子对互斥理论(VSEPR)中的“价层电子对”有何对应关系？中心原子上的价层电子对为2、3、4、5、6时，该中心原子形成的分别是什么样的杂化轨道？
中心原子的孤电子对数与相连的其他原子数之和(即：孤电子对数＋σ键电子对)，就是杂化轨道数。
杂化轨道数也就是中心原子价层电子对数。
【练一练】
分子或离子
CO2
SO2
H2O
NH4＋
CO32－
中心原子价层电子对数
2
3
4
4
3
杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
sp3
sp2
分子或离子
SO32－
BF3
CH4
H3O＋
PCl5
中心原子价层电子对数
4
3
4
4
5
杂化轨道类型
sp3
sp2
sp3
sp3
sp3d

5. (思考、讨论)任何情况下轨道都可以发生杂化吗？应用杂化轨道理论时应注意什么？
⑴杂化只有在形成分子时才会发生；
⑵能量相近的轨道方可发生杂化；
⑶杂化轨道成键时满足最小排斥原理，从而决定键角；
⑷杂化轨道只用来形成σ键或容纳孤对电子，未参与杂化的p轨道方可用于形成π键。
6. (思考、讨论)水、甲烷、氨气中心原子均为sp3杂化，为什么甲烷的键为109°28′？水的键角为105°？氨气的为107°？
排斥力：孤-孤＞孤-共＞共-共。
7. (思考、讨论)已知有机化合物中的碳原子的轨道全部是杂化轨道类型。你如何理解CH4、
C2H4、C2H2、C6H6的分子构型？又如何理解烷烃的碳链形状是锯齿形，而不是直线型？