Данный урок разработан для учащихся 10 класса естественно-математического профиля.”.

Цели занятия:

Показать зависимость геометрии молекул от типа гибридизации электронных орбиталей, а свойств веществ от геометрии молекул.

Оборудование: ПК, мультимедиапроектор, экран, электронная презентация. Шаростержневые модели молекул метана, пентана, графита, алмаза, этилена, ацетилена, модели молекул изготовленные из воздушных шариков, геометрические модели тетраэдра и треугольной пирамиды. Демонстрационная таблица “Аллотропные модификации углерода”, фотографии с изображением молекул и кристаллов, сообщения учащихся, портрет Л.Полинга.

План занятия

III.

sp 3 __ гибридизацией;

sp 2 __ гибридизацией;

sp – гибридизацией.

Задание к уроку: повторить гибридизацию электронных орбиталей атома углерода, свойства химической связи. 1 ученик готовит электронную презентацию “Жизнь и деятельность Л.Полинга”.

Оформление доски

Ход занятия

I. Организационный момент . Слайд №1.

II. Беседа по домашнему заданию (6 мин). Слайд №2, формулы веществ на доске.

Какие свойства ковалентной связи мы изучили на прошлом уроке? (длина, Е, прочность, насыщаемость)

Что такое длина связи и от чего она зависит? (от размера атома и кратности связи)

Что такое энергия связи и от чего она зависит? (количество энергии, необходимой для разрыва связи; зависит от прочности связи)

Что такое прочность связи и от чего она зависит? (от того, какая связь - ?, или?, и какие облака перекрываются - гибридные или негибридные)

Как взаимосвязаны свойства ковалентной связи? (чем больше длина, тем меньше прочность и энергия)

Как изменяется длина связи в молекулах галогеноводородов (см. на доске – 1-й столбец) и почему? (увеличивается, т.к. увеличивается размер атома)

Какое из данных соединений (на доске) самое прочное? (HF)

При растворении галогеноводородов в воде образуются кислоты. Какая из данных кислот будет самой сильной и почему? (HJ, т.к. кислотность – это способность отдавать Н + , самая непрочная связь у HJ)

Какая из кислот будет самой слабой? (HF – плавиковая кислота, растворяет стекло)
Учитель: Свойства вещества зависят от размера атомов, их образующих.

Как изменяется прочность связи в ряду углеводородов (см. на доске – 2-й столбец) и от чего она зависит? (сверху вниз прочность связи увеличивается, т.к. увеличивается кратность и уменьшается длина)

Каким образом это влияет на свойства данных веществ? (для алканов, имеющих только сигма-связи, характерны реакции замещения, для алкенов, имеющих сигма и пи-связи – присоединения, а для алкинов – реакции присоединения и реакции замещения атомов водорода при тройной связи)

На примере молекул простых веществ хлор, кислород, азот (см. на доске – 3-й столбец) объясните, как строение их молекул влияет на их свойства. (хлор в свободном виде не встречается – связь одинарная, кислорода в воздухе 21% – двойная связь, азота в воздухе 78%, инертное вещество – тройная связь)
Учитель : Свойства органических и неорганических веществ зависят от кратности связи.

Как насыщаемость связей влияет на свойства веществ (см. на доске – 4-й столбец) (метан не имеет ненасыщенных связей, аммиак и вода имеют ненасыщенные связи, поэтому являются диполями).
Учител ь: Свойства веществ зависят от свойств ковалентной связи.

II. Изучение новой темы

Влияние законов природы и особенностей строения молекул на порядок и красоту окружающего мира

Слайды №№ 3-20

Сущность гибридизации электронных орбиталей, ее механизм.

Беседа. Что такое гибридизация, что ей предшествует, чему она способствует, почему идет выигрыш в энергии? С какими типами гибридизации атома углерода мы познакомились в 10 классе?

Демонстрация механизма гибридизации.

Слайды №№ 21-24

Вывод. Для объяснения геометрии молекул используется понятие гибридизации. При гибридизации гибридные облака располагаются в пространстве таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была минимальной. Определяющими в геометрии молекулы являются?-связи.

Слайд № 24

Из истории вопроса. Полинг Л. – великий химик ХХ столетия, его заслуги в изучении и описании структур молекул.

Демонстрация презентации “Жизнь и деятельность Л.Полинга” (домашнее задание)

Вывод . Мы должны гордиться тем, что замечательные ученые-химики с мировым именем. Это Ломоносов М.В.– ученый-энциклопедист, Менделеев Д.И.–создатель Периодического закона, Бородин А.П.–химик и композитор, Бутлеров А.М.–создатель теории строения органических соединений, Лебедев С.В.–создатель 1 искусственного каучука в России и многие другие, которые внесли большой вклад в развитие химической науки. Но мы также с большим уважением должны относиться к ученым других стран и среди них – Лайнус Полинг, который является ученым с мировым именем, и знать о нем должен каждый образованный человек.

Геометрия молекул органических и неорганических веществ, обусловленная:

sp 3 __ гибридизацией;

sp 2 __ гибридизацией;

sp – гибридизацией.

Эвристическая беседа. На примере строения молекул органических веществ (углеводородов) и неорганических веществ (соединений кремния, азота, кислорода, бора, бериллия; аллотропных модификаций углерода), учитель показывает универсальность понятия “гибридизация” и зависимость геометрии молекул от гибридизации, а свойств веществ от геометрии молекул. Учащиеся в ходе беседы знакомятся с геометрией молекул неорганических веществ и влиянием на их свойства неподеленных электронных пар.

Слайды №№ 25-36.

Закрепление

Беседа. Обобщение знаний по теме. Заполнение таблицы.

Слайд № 37.

Фронтальная беседа по вопросам.

Слайды №№ 38-41.

Подведение итогов урока

Мир молекул прекрасен и удивителен. Свойства веществ зависят от особенностей строения молекул. И может быть, когда-нибудь, глядя на падающие снежинки или снежный узор на стекле, или бриллиант на руке, вы вспомните этот урок, нашу школу и поймете, что мы учителя делали все для того, чтобы зародить в ваших душах чувства прекрасного. И мне очень хочется, чтобы вы эти чувства сохранили и передали своим детям. Для нас, учителей, это будет самой лучшей наградой

Слайд №42.

IV. Домашнее задание : §3.3 записи в тетради

Приложение № 1

3. Изучение новой темы.

Нам осталось рассмотреть еще одно свойство ковалентной связи – направленность. Именно это свойство ковалентной связи определяет геометрию молекулы, т.е. расположение сигма-связей в пространстве. Для объяснения направленности ковалентной связи в многоатомных молекулах, используется модель гибридизации электронных орбиталей, предложенная Л. Полингом в 1931 году.

Тема урока : Гибридизация электронных орбиталей. Геометрия молекул .

Цели урока:

Раскрыть универсальный характер процесса гибридизации для органических, сложных неорганических веществ и аллотропных модификаций углерода.

Показать зависимость геометрии молекул от типа гибридизации электронных орбиталей, а свойства веществ от геометрии молекул.

Обратить внимание учащихся на влияние фундаментальных законов природы и особенностей строения молекул на существующий порядок и красоту в мире.

План урока:

Сущность гибридизации электронных орбиталей, ее механизм.

Из истории вопроса. Полинг Л. – великий химик ХХ столетия, его заслуги в изучении и описании структур молекул.

Геометрия молекул органических и неорганических веществ, обусловленная:

1. sp 3 __ гибридизацией;

   sp 2 __ гибридизацией;

   sp – гибридизацией.

Введение в тему : Прежде, чем мы приступим к изучению первого вопроса плана, мне хотелось бы обратить внимание на эпиграф урока : «Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты». Это высказывание великого древнегреческого философа и математика Пифагора. В чем же смысл этого выражения? Мир прекрасен и удивителен и образовался он в результате совместного действия множества фундаментальных законов природы, таких как закон сохранения массы и энергии, закон минимума энергии, закон всемирного тяготения, закон действия естественного отбора, законов симметрии и других законов (Слайд № 4) .Когда мы видим проявление симметрии в телах живой природы, невольно испытываем чувство удовлетворения тем всеобщим порядком, который царит в природе (Слайды №№4-6). Даже то, что они производят, имеет определенную, правильную структуру (Слайд № 7) .

А раковины простейших организмов красивы не только для красоты, а это есть результат действия законов всемирного тяготения и законов действия естественного отбора – это приспособления к водной среде обитания (Слайд № 8). Даже такие грозные организмы как вирусы – переходная форма между неживым и живым, имеют особую правильность в строении, и, изучив эти особенности, можно найти способы борьбы с ними (Слайд № 9). И в телах неживой природы, в кристаллах, мы видим строгий порядок в их структурах (Слайд № №10-12). Но за этой упорядоченностью стоит более глубокий порядок – порядок в молекулах и атомах, которыми образованы эти тела. Скорее всего, структура снежинок не была бы такой совершенной, если бы молекула воды не обладала бы определенной симметрией (Слайд № 13), и не соединялась бы водородными связями в кристаллах льда в виде шестиугольников (Слайд № 14). А алмазу не приписывались бы сверхъестественные свойства (Слайд № 15), и древние воины не носили бы его около сердца, и не был бы он самым твердым природным веществом, если бы атомы углерода, его образующие, не имели потрясающую правильность расположения в пространстве. Мы видим порядок и красоту в самых разнообразных молекулах: (Слайд № 16) и в молекуле хлорофилла, без которой не возможен такой важный процесс как фотосинтез, (Слайд № 17) и в молекуле белка, вторичная структура которой построена по принципу комплементарности и поддерживается водородными связями. (Слайд № 18) А также и в молекуле стеариновой кислоты, нерастворимость которой определяется большим углеводородным радикалом , (Слайд № 19) и в молекуле ДНК – носительнице наследственной информации о структуре клетки, и в молекуле гемоглобина, который выполняет дыхательную функцию во многих живых организмах.

Таким образом, можно сделать вывод: (Слайд № 20) весь порядок и красота в мире зависят от особенностей строения молекул, от их геометрии. Вот в этом удивительном и прекрасном мире молекул я и приглашаю вас

Вариант 1

sp 2

1. C 2 H 4 , CH 4 , C 3 H 6 ;

   C 2 H 4 , BCl 3 , C 6 H 6 ;

   BH 3 , CH 4 , BeCl 2 ;

   NH 3 , SiH 4 , H 2 O.

Молекула какого вещества имеет линейную формулу?

1. BeCl 2 ;

   BCl 3 ;

   C (графит);

   С (алмаз).

Электронные орбитали под углом 109°28’ располагаются в молекуле

1. С (карбин);

   C 2 H 2 ;

   С (алмаз);

   C 2 H 4 .

Плоскую треугольную форму молекулы имеет

1. C 2 H 2 ;

   BCl 3 ;

   CH 4 ;

   NH 3 .

Длина одинарной С-С связи в алканах равна

1. 0,134 нм;

   0,154 нм;

   0,120 нм;

   0,140 нм.

Фосфат-анион имеет тетраэдрическое строение. Какой тип гибридизации характерен для центрального атома аниона?

1. sp;

   sp 2 d;

   sp 2 ;

   sp 3 .

«Гибридизация электронных орбиталей и геометрия молекул»

Вариант 2

Выберите формулы соединений, имеющих сходную направленность, обусловленную sp 3 -гибридизацией электронных орбиталей:

1. C 2 H 4 , CH 4 , C 3 H 6 ;

   C 2 H 4 , BCl 3 , C 6 H 6 ;

   BH 3 , CH 4 , BeCl 2 ;

   NH 3 , SiH 4 , H 2 O.

Молекула какого вещества имеет тетраэдрическую формулу?

1. BeCl 2 ;

   BCl 3 ;

   C (графит);

   С (алмаз).

Электронные орбитали под углом 180° располагаются в молекуле

С (карбин);

C 2 H 2 ;

С (алмаз);

C 2 H 4 .

Линейную форму молекулы имеет

1. 1. C 2 H 2 ;

      BCl 3 ;

      CH 4 ;

      NH 3 .

Длина одинарной С-С связи в молекуле бензола равна

0,134 нм;

0,154 нм;

0,120 нм;

0,140 нм.

Нитрат-анион имеет форму плоского треугольника. Какой тип гибридизации характерен для центрального атома аниона?

sp;

sp 2 d;

sp 2 ;

sp 3 .

Установите соответствие между формулами веществ и типами гибридизации их центрального атома.

Данный урок поможет вам получить представление о теме «Геометрия молекул. Понятие о теории гибридизации». Будет раскрыт универсальный характер процесса гибридизации для органических, сложных неорганических веществ и аллотропных модификаций углерода. Вы узнаете о зависимости геометрии молекул от типа гибридизации электронных орбиталей и свойств веществ от геометрии молекул.

Тема: Введение в органическую химию

Урок: Геометрия молекул. Понятие о теории гибридизации

на примере молекул с одинарными связями

Внешний уровень атома углерода в основном (невозбужденном) состоянии описывается формулой 2s 2 2p 2 или схемой:

В этом строении заложены предпосылки для своеобразной симметрии - для четырех электронов имеются как раз 4 орбитали. Еще в середине XIX века немецкий ученый Фридрих Кекуле справедливо предположил, что в органических соединениях валентность углерода равна четырем.

С точки зрения электронного строения атома это можно объяснить так:

Один электрон с 2s-орбитали «перескакивает» на 2p-орбиталь, атом углерода при этом переходит в так называемое возбужденное состояние:

Возбужденное состояние атома углерода 2s 1 2p 3:

позволяет атому углерода образовать 4 ковалентные связи по обменному механизму.

Три p-орбитали традиционно изображают в форме взаимно перпендикулярных друг другу «гантелей», а s-орбиталь - в форме шара. Три связи, образованные p-электронами, должны располагаться под углом 90 o друг к другу, и они значительно длиннее, чем связь, образованная s-электроном. Но метан СН 4 - это симметричный тетраэдр.

Еще в 1874 г., за много лет до того, как стало возможным прямое определение строения молекул, Якоб Генрик Вант-Гофф (1852-1911), будучи студентом Утрехтского университета, предположил, что атом углерода в соединениях имеет тетраэдрическое строение. Строение молекулы метана СН 4 - правильный тетраэдр с атомом углерода в центре. Валентные углы связей Н-С-Н равны 109 о 28’.

Упрощенное объяснение: все орбитали внешнего уровня углерода выравниваются по энергии и форме, смешиваются, т.е. «гибридизуются», образуя одинаковые гибридные орбитали. См. рис. 1.

Рис. 1. Гибридизация - это смешивание электронных облаков при образовании химических связей

Смешение одной s -орбитали и трех p -орбиталей дает четыре sp 3 -гибридные орбитали, вытянутые по углам тетраэдра с атомом С в центре. Углерод в метане находится в состоянии sp 3 -гибридизации. Рис. 2.

Рис. 2. Строение метана

Строение аммиака

Таким же образом гибридизуются четыре орбитали атома азота в молекуле аммиака NH 3 : У атома азота 5 электронов на внешнем уровне. Поэтому на одной sp 3 -орбитали расположена неподеленная пара электронов, а на остальных трех - электронные пары связей N-H. Все четыре электронные пары располагаются по углам искаженного тетраэдра (электронное облако неподеленной пары больше, чем связывающей). Рис. 3

Рис. 3. Строение аммиака

Строение воды

У атома кислорода 6 электронов на внешнем уровне. Поэтому на двух sp 3 -орбиталях расположены неподеленные пары электронов, а на остальных двух - электронные пары связей О-H. Молекула имеет угловое строение. Рис. 4.

Рис. 4. Строение воды

При таком анализе строения молекул важно не путать геометрию расположения в пространстве электронных пар и геометрию химических связей. Мы видим, что в аммиаке и воде не все электронные пары участвуют в образовании химических связей.

Геометрия молекул или химических связей рассматривает именно расположение атомов в пространстве, не описывая расположение неподеленных электронных пар. Электронные облака гибридных орбиталей стараются как можно дальше оттолкнуться друг от друга. Если облака четыре- то они разойдутся по углам тетраэдра, три - разместятся в плоскости под углом 120°.

Строение молекулы BF 3

На внешнем уровне атома бора 3 электрона. При образовании связей бор, как и углерод, переходит в возбужденное состояние. Одна s- и две p-орбитали, на которых есть электроны, гибридизуются, образуя три одинаковых sp 2 -гибридных орбитали, располагающиеся по углам равностороннего треугольника с атомом бора в центре. Рис. 5

Рис. 5. Строение три фторида бора

Вывод : Геометрия молекул рассматривает расположение атомов в пространстве, не описывая расположение неподеленных электронных пар . Так, строение молекулы воды, состоящей из трех атомов, - не тетраэдрическое, а угловое.

Подведение итога урока

Вы получили представление о теме «Геометрия молекул. Понятие о теории гибридизации». Был раскрыт универсальный характер процесса гибридизации для органических, сложных неорганических веществ и аллотропных модификаций углерода. Вы узнали о зависимости геометрии молекул от типа гибридизации электронных орбиталей и свойств веществ от геометрии молекул.

Список литературы

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 14-е издание. - М.: Просвещение, 2012.

2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. - М.: Дрофа, 2008. - 463 с.

3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. - М.: Дрофа, 2010. - 462 с.

4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. - 4-е изд. - М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. - 278 с.

Домашнее задание

1. №№ 1-3 (с. 22) Рудзитис Г.Е. , Фельдман Ф.Г.Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 14-е издание. - М.: Просвещение, 2012.

2. Почему, имея одинаковый тип гибридизации (какой?), молекулы метана и аммиака имеют разное пространственное строение?

3. Чем отличается основное состояние атома углерода от возбужденного?

Данный урок разработан для учащихся 11 класса физико-математического профиля, изучающих химию по программе Габриеляна О.С. по учебнику “Химия. 11 класс”, авторы О.С.Габриелян и др. Изд-во “Дрофа”, 2006 год”.

Универсальность данной разработки заключается в том, что она может успешно использоваться учителями, работающими и по программам других авторов, в классах общеобразовательных и профильных.

Представленная работа включает в себя: технологическую карту урока химии в 11 классе с приложениями и электронной презентацией. Оригинальность работы определяется интерактивными вставками в презентацию, использованием информации из Интернета, и в то же время независимостью от Интернета во время урока. Включенные из различных источников иллюстрации, их комбинация и способ представления позволяют в полной мере осуществлять на уроке межпредметные связи, формировать научное мировоззрение, воспитывать у учащихся любовь к прекрасному.

Разработка может быть использована как методическое пособие. Она призвана помочь начинающему учителю химии, а также педагогу, внедряющему информационные технологии в преподавание химии.

Цели занятия:

1. Раскрыть универсальный характер процесса гибридизации для органических, сложных неорганических веществ и аллотропных модификаций углерода.
2. Показать зависимость геометрии молекул от типа гибридизации электронных орбиталей, а свойств веществ от геометрии молекул.
3. Обратить внимание учащихся на влияние фундаментальных законов природы и особенностей строения молекул на существующий порядок и красоту в мире.

Оборудование: ПК, мультимедиапроектор, экран, электронная презентация. Шаростержневые модели молекул метана, пентана, графита, алмаза, этилена, ацетилена, модели молекул изготовленные из воздушных шариков, геометрические модели тетраэдра и треугольной пирамиды. Демонстрационная таблица “Аллотропные модификации углерода”, фотографии с изображением молекул и кристаллов, сообщения учащихся, портрет Л.Полинга.

План занятия

I. Сущность гибридизации электронных орбиталей, ее механизм.

II. Из истории вопроса. Полинг Л. – великий химик ХХ столетия, его заслуги в изучении и описании структур молекул.

III. Геометрия молекул органических и неорганических веществ, обусловленная:

1. sp 3 __ гибридизацией;
2. sp 2 __ гибридизацией;
3. sp – гибридизацией.

Задание к уроку: повторить гибридизацию электронных орбиталей атома углерода, свойства химической связи. 1 ученик готовит электронную презентацию “Жизнь и деятельность Л.Полинга”.

Оформление доски

I. Организационный момент . Слайд №1.

II. Беседа по домашнему заданию (6 мин). Слайд №2, формулы веществ на доске.

1. Какие свойства ковалентной связи мы изучили на прошлом уроке? (длина, Е, прочность, насыщаемость)
2. Что такое длина связи и от чего она зависит? (от размера атома и кратности связи)
3. Что такое энергия связи и от чего она зависит? (количество энергии, необходимой для разрыва связи; зависит от прочности связи)
4. Что такое прочность связи и от чего она зависит? (от того, какая связь - ?, или?, и какие облака перекрываются - гибридные или негибридные)
5. Как взаимосвязаны свойства ковалентной связи? (чем больше длина, тем меньше прочность и энергия)
6. Как изменяется длина связи в молекулах галогеноводородов (см. на доске – 1-й столбец) и почему? (увеличивается, т.к. увеличивается размер атома)
7. Какое из данных соединений (на доске) самое прочное? (HF)
8. При растворении галогеноводородов в воде образуются кислоты. Какая из данных кислот будет самой сильной и почему? (HJ, т.к. кислотность – это способность отдавать Н + , самая непрочная связь у HJ)
9. Какая из кислот будет самой слабой? (HF – плавиковая кислота, растворяет стекло)
   Учитель: Свойства вещества зависят от размера атомов, их образующих.
10. Как изменяется прочность связи в ряду углеводородов (см. на доске – 2-й столбец) и от чего она зависит? (сверху вниз прочность связи увеличивается, т.к. увеличивается кратность и уменьшается длина)
11. Каким образом это влияет на свойства данных веществ? (для алканов, имеющих только?-связи, характерны реакции замещения, для алкенов, имеющих?-связи – присоединения, а для алкинов – реакции присоединения и реакции замещения атомов водорода при тройной связи)
12. На примере молекул простых веществ хлор, кислород, азот (см. на доске – 3-й столбец) объясните, как строение их молекул влияет на их свойства. (хлор в свободном виде не встречается – связь одинарная, кислорода в воздухе 21% – двойная связь, азота в воздухе 78%, инертное вещество – тройная связь)
    Учитель : Свойства органических и неорганических веществ зависят от кратности связи.
13. Как насыщаемость связей влияет на свойства веществ (см. на доске – 4-й столбец) (метан не имеет ненасыщенных связей, аммиак и вода имеют ненасыщенные связи, поэтому являются диполями).
    Учител ь: Свойства веществ зависят от свойств ковалентной связи.

II. Изучение новой темы

IV. Домашнее задание: §7, записи в тетради, подготовиться к тестированию (см.

Тема урока: Гибридизация электронных орбиталей и геометрия молекул. Цели урока: 1. Раскрыть универсальный характер понятия «гибридизация орбиталей» не только для сложных органических и неорганических веществ, но также для аллотропных модификаций углерода. 2. Показать зависимость пространственного строения веществ от типа, гибридизации электронных орбиталей образующих эти вещества атомов химических элементов.

Этапы урока: 1. Актуализация знаний учащихся по теме «Гибридизация орбиталей атома углерода»: - определение гибридизации; - виды гибридизации на примере молекул метана, этилена, ацетилена. 2. Постановка цели урока и ее реализация – доказательство того, что гибридизация – понятие универсальное, применимо не только для органических веществ, но и для органических. 3. Домашнее задание.

Свойства ковалентной связи: Насыщаемость(определяется валентными возможностями атомов), Направленность(обусловливает пространственное строение молекул, в зависимости от того, какую форму и какое направление в пространстве имеют электронные облака при их взаимном перекрывании). Примеры: Образование s-p-сигма связи в молекуле Н-F. S-электрон атома водорода имеет форму шара, а неспаренный р- электрон атома фтора – гантелеобразную форму. Эти электронные облака перекрываются вдоль линии, соединяющей ядра атомов водорода и фтора, образуя ковалентную связь. Молекула фтороводорода имеет линейное строение:

Геометрия молекул неорганических веществ. SP 3 -гибридизация внешних электронов центрального атома на примере молекулы тетрахлорида углерода ССl 4 С* 2S 1 2P 3 валентный угол Структура – тетраэдр

SP 3 -гибридизация на примере молекулы аммиака. NH 3 N 2S 2 2P 3 Валентный угол Наличие одной не связывающей электронной пары в вершине тетраэдра меняет геометрическую структуру молекулы на тригональную пирамиду.

SP 2 - гибридизация на примере молекул неорганических веществ: BCl 3 - хлорид бора В* 2S 1 2P 2 геометрическая конфигурация – плоский треугольник SO 2 – диоксид серы S* 3S 2 3P 3 3D 1 структура угловая, электроны, участвующие в образовании пи-связи гибридизации не подвергаются.

Выводы: Каждому виду гибридизации соответствует определенная геометрическая форма молекулы, определенная сигма- связями, которые создают жесткий скелет молекулы. Гибридизация требует затрат энергии(возбуждение), которые окупятся при образовании химических связей, следовательно должно быть более полное перекрывание с орбиталями другого атома при образовании связи. В гибридизации могут участвовать атомные орбитали, которым соответствуют близкие уровни энергии: s и р одного внешнего и d внешнего и предвнешнего слоя. Устойчивая гибридизация осуществляется в атомах малых периодов т.е. орбитали должны обладать высокой электронной плотности, по мере удаления от ядра они становятся диффузными.

Урок химии по теме:

Гибридизация электронных орбиталей. Геометрия молекул

Данный урок разработан для учащихся 11 клас са , изучающих химию по программе Габриеляна О.С. по учебнику “Химия. 11 класс”, авторы О.С.Габриелян и др. Изд-во “Дрофа”, 2006 год”.

Универсальность данной разработки заключается в том, что она может успешно использоваться учителями, работающими и по программам других авторов, в классах общеобразовательных и профильных.

Представленная работа включает в себя: технологическую карту урока химии в 11 классе с приложениями и электронной презентацией. Оригинальность работы определяется интерактивными вставками в презентацию, использованием информации из Интернета, и в то же время независимостью от Интернета во время урока. Включенные из различных источников иллюстрации, их комбинация и способ представления позволяют в полной мере осуществлять на уроке межпредметные связи, формировать научное мировоззрение, воспитывать у учащихся любовь к прекрасному.

Разработка может быть использована как методическое пособие. Она призвана помочь начинающему учителю химии, а также педагогу, внедряющему информационные технологии в преподавание химии.

Цели занятия:

Раскрыть универсальный характер процесса гибридизации для органических, сложных неорганических веществ и аллотропных модификаций углерода.

Показать зависимость геометрии молекул от типа гибридизации электронных орбиталей, а свойств веществ от геометрии молекул.

Обратить внимание учащихся на влияние фундаментальных законов природы и особенностей строения молекул на существующий порядок и красоту в мире.

Оборудование: ПК, мультимедиапроектор, экран, электронная презентация. Шаростержневые модели молекул метана, пентана, графита, алмаза, этилена, ацетилена, модели молекул изготовленные из воздушных шариков, геометрические модели тетраэдра и треугольной пирамиды. Демонстрационная таблица “Аллотропные модификации углерода”, фотографии с изображением молекул и кристаллов, сообщения учащихся, портрет Л.Полинга.

План занятия

I. Сущность гибридизации электронных орбиталей, ее механизм.

II. Из истории вопроса. Полинг Л. – великий химик ХХ столетия, его заслуги в изучении и описании структур молекул.

III. Геометрия молекул органических и неорганических веществ, обусловленная:

sp 3 __ гибридизацией;

sp 2 __ гибридизацией;

sp – гибридизацией.

Задание к уроку: повторить гибридизацию электронных орбиталей атома углерода, свойства химической связи. 1 ученик готовит электронную презентацию “Жизнь и деятельность Л.Полинга”.

Оформление доски

Ход занятия

I. Организационный момент . Слайд №1.

II. Беседа по домашнему заданию (6 мин). Слайд №2, формулы веществ на доске.

Какие свойства ковалентной связи мы изучили на прошлом уроке? (длина, Е, прочность, насыщаемость)

Что такое длина связи и от чего она зависит? (от размера атома и кратности связи)

Что такое энергия связи и от чего она зависит? (количество энергии, необходимой для разрыва связи; зависит от прочности связи)

Что такое прочность связи и от чего она зависит? (от того, какая связь - ?, или?, и какие облака перекрываются - гибридные или негибридные)

Как взаимосвязаны свойства ковалентной связи? (чем больше длина, тем меньше прочность и энергия)

Как изменяется длина связи в молекулах галогеноводородов (см. на доске – 1-й столбец) и почему? (увеличивается, т.к. увеличивается размер атома)

Какое из данных соединений (на доске) самое прочное? (HF)

При растворении галогеноводородов в воде образуются кислоты. Какая из данных кислот будет самой сильной и почему? (HJ, т.к. кислотность – это способность отдавать Н + , самая непрочная связь у HJ)

Какая из кислот будет самой слабой? (HF – плавиковая кислота, растворяет стекло)
Вывод : Свойства вещества зависят от размера атомов, их образующих.

Как изменяется прочность связи в ряду углеводородов (см. на доске – 2-й столбец) и от чего она зависит? (сверху вниз прочность связи увеличивается, т.к. увеличивается кратность и уменьшается длина)

Каким образом это влияет на свойства данных веществ? (для алканов, имеющих только?-связи, характерны реакции замещения, для алкенов, имеющих?-связи – присоединения, а для алкинов – реакции присоединения и реакции замещения атомов водорода при тройной связи)

На примере молекул простых веществ хлор, кислород, азот (см. на доске – 3-й столбец) объясните, как строение их молекул влияет на их свойства. (хлор в свободном виде не встречается – связь одинарная, кислорода в воздухе 21% – двойная связь, азота в воздухе 78%, инертное вещество – тройная связь)
Вывод : Свойства органических и неорганических веществ зависят от кратности связи.

Как насыщаемость связей влияет на свойства веществ (см. на доске – 4-й столбец) (метан не имеет ненасыщенных связей, аммиак и вода имеют ненасыщенные связи, поэтому являются диполями).
Вывод : Свойства веществ зависят от свойств ковалентной связи.

II. Изучение новой темы

№ пп

Вывод . Мы должны гордиться тем, что живем в России, в которой жили и работали замечательные ученые-химики с мировым именем. Это Ломоносов М.В.– ученый-энциклопедист, Менделеев Д.И.–создатель Периодического закона, Бородин А.П.–химик и композитор, Бутлеров А.М.–создатель теории строения органических соединений, Лебедев С.В.–создатель 1 искусственного каучука в России и многие другие, которые внесли большой вклад в развитие химической науки. Но мы также с большим уважением должны относиться к ученым других стран и среди них – Лайнус Полинг, который является ученым с мировым именем, и знать о нем должен каждый образованный человек.

Эвристическая беседа. На примере строения молекул органических веществ (углеводородов) и неорганических веществ (соединений кремния, азота, кислорода, бора, бериллия; аллотропных модификаций углерода), учитель показывает универсальность понятия “гибридизация” и зависимость геометрии молекул от гибридизации, а свойств веществ от геометрии молекул. Учащиеся в ходе беседы знакомятся с геометрией молекул неорганических веществ и влиянием на их свойства неподеленных электронных пар.

IV. Домашнее задание : §7, записи в тетради, подготовиться к тестированию (см. ).

Список используемых источников :

Габриелян О.С. и др. Настольная книга учителя. Химия. 11 класс: В 2 ч. – М.: Дрофа, 2003.

Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии и биологии. – М.: Просвещение, 1986.

CD “Виртуальная школа Кирилла и Мефодия” Уроки биологии. Животные.

CD “Виртуальная школа Кирилла и Мефодия” Уроки биологии. Общая биология.

CD “Виртуальная школа Кирилла и Мефодия” Уроки химии. 10-11 классы.