Поурочные разработки по химии 11 класс

Урок-лекция по теме «Гибридизация атомных орбиталей. Геометрия молекул» - СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА - ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ХИМИИ 11 класс - поурочные разработки - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока - химия

Цели урока: обобщить и систематизировать знания о типах гибридизации атомных орбиталей в органических соединениях; научить применять данные знания для объяснения гибридизации в неорганических соединениях, закрепить знания зависимости геометрии молекул частицы от типа гибридизации.

Оборудование: таблицы «Строение атома углерода», «Строение метана, этана, этина», кодотранспоранты.

Основные понятия: гибридизация, типы гибридизации, геометрия молекул, частиц; алгоритмы определения типа гибридизации и геометрии частиц молекул.

Ход урока

I. Организационный момент

Учитель сообщает учащимся результат предыдущей самостоятельной работы, анализирует допущенные в заданиях ошибки, объясняет правильность их выполнения. Затем идет плавный переход к новой теме.

II. Изучение нового материала

Мы изучили основные виды химической связи, типы кристаллических решеток. Поставим перед собой такую задачу, каким же образом в молекулах многих соединений полярная ковалентная связь, а сама молекула неполярна. Например СO₂, дипольный момент равен 0, а связи в пространстве расположены под углом 180 °, почему в молекуле воды дипольный момент — 6,1 · 10^-30 и связи расположены в пространстве под определенным углом — 104,5 °; в молекуле СН₄ — метан, ковалентная полярная связь, а сама молекула неполярна.

Оказывается, одна из причин — это гибридизация атомных орбиталей и образование валентного угла при определенном типе гибридизации.

Понятие «гибридизация» мы ввели в курсе «Органическая химия» в 10 классе при изучении валентных состояний атома углерода.

Что такое гибридизация? Выравнивание электронной плотности атомных орбиталей по энергии и по форме. АО становятся одинаковыми, вследствие чего образуются равноценные связи с другими атомами и достигается их максимальное удаление друг от друга в пространстве. У атома углерода возможны три типа гибридизации: sp³-; sp²-; sp-. К гибридизации наибольшую склонность имеют элементы II периода. Для определения типа гибридизации воспользуемся алгоритмом (на кодотранспоранте).

Алгоритм определения типа гибридизации и геометрии молекулы или частицы

Последовательные действия определения типа гибридизации	Пример
1) Определение С.О. элементов в соединении. С.О. элемента соответствует количеству неспаренных электронов в центральном атоме	H₂⁺¹O^-2 С.O₍_O₎ = -2 ⇒ в атоме 0 два неспаренных электрона
2) Определение координационного числа центрального атома (сколько других атомов удерживает около себя). Координационное число соответствует количеству σ-связи	к.ч._(О)= 2 в молекуле 2σ-связи O +8; 1s²2s²2p⁴
3) Построение графической формулы центрального атома
4) На этой модели отделяем столько орбиталей с неспаренными электронами, а также свободных атомных орбиталей, сколько σ-связей. Отдеделяем начиная с s-орбитали и определяем тип гибридизации	в гибридизации участвуют орбитали II энергетического уровня s- (пара спаренных электронов) и 3р- (одна пара спаренных электронов и два неспаренных)
5) На основании типа гибридизации располагаем все гибридные орбитали в пространстве симметрично относительно ядра атома: при sp³-гибридизации (4 гибридные орбитали 109°28’) при sp²-гибридизации (три гибридные орбитали 120°) при sp-гибридизации (дне гибридные орбитали 180°)	sp³-гибридизация 109°28'; 4-гибридные орбитали
6) Определяем геометрию молекулы, частицы sp³-гибридизация: 4σ-связи — тетраэдр; 3σ-связи — тригональная пирамида; 2σ-связи — угловая: 1σ-связь — линейная; sp²-гибридизация: 3σ-связи — треугольная плоская; 2σ-связи — угловая; 1σ-связь — линейная: sp-гибридизация: σ-связь — линейная	На данной схеме четко выделяем столько направлений гибридных орбиталей, сколько a-связей, т. к. в молекуле 2σ-связи, выделяем две орбитали угловая форма молекулы Однако угол связи равен 104,5°, а не 109°28'. т.к, атом кислорода имеет две пары спаренных электронов на гибридных орбиталях, вследствие чего имеет повышенную электронную плотность, которая уменьшает угол гибридизации до 104,5°

Следует помнить, что σ-связь всегда имеет направление в пространстве, локализованная; л-связь не имеет направления в пространстве, ни локализованная связь. Итак, мы выяснили: как определить тип гибридизации и геометрию частицы или молекулы согласно алгоритма; в гибридизации участвуют орбитали s-, р- и d-орбитали.

III. Домашнее задание

§ 7 № 3 — определить геометрию и гибридизацию по алгоритму, № 4 — объяснить выводы на основе гибридизации и геометрии молекул; повторить § 6, подготовиться к уроку обобщающего повторения.

IV. Закрепление

Задание; определить тип гибридизации и геометрию молекул:

a) SiCl₄; б) BF₃; в) ВеСl₂;

Составить в виде таблицы.

четыре неспаренных электрона в атоме

4σ-связи в молекуле

В атоме только два неспаренных электрона, а необходимо четыре, в атоме происходит распаривание 2s-электронов

В возбужденном состоянии — четыре неспаренных электрона, т. к. 4 σ-связи; отделяем четыре орбитали, sp³-гибридизация, угол 109°28'; четыре гибридные орбитали, т.к. 4σ-связи