Конспект урока "Гибридизация электронных орбиталей и пространственное строение молекул" 11 класс
1
УЧИТЕЛЬ ХИМИИ ГБОУ СОШ № 139 СПб ЗОТКИНА НАТАЛИЯ
ВЛАДИМИРОВНА
Урок химии в профильном 11 классе
«Гибридизация электронных орбиталей и
пространственное строение молекул»
(урок с применением ИКТ)
Главная дидактическая цель: создать условия для интеграции понятия
«гибридизация электронных орбиталей», определяющего пространственное
строение молекул простых и сложных веществ.
Цели урока
Обобщить и систематизировать знания о строении органических и
неорганических веществ от типа гибридизации.
Разработать алгоритм определения геометрии молекул.
Сформировать умение применять алгоритм.
Создать условия для осмысления сложных понятий курса химии на
примере метода моделирования молекул.
Оборудование: модели кристаллических решеток графита, алмаза; модели
из воздушных шаров, связанных по 2, по 3, по 4, соответствующие типам
гибридизации sp-, sp
2
-, sp
3
-; компьютер, экран, мультимедийный проектор.
Ход урока
1. Вступительное слово учителя о современных направлениях
развития теории строения органических веществ А.М. Бутлерова.
2. Блиц-опрос по основным понятиям темы: атомная орбиталь;
формы АО; гибридизация АО; химическая связь( и связи);
валентные электроны; возбужденное состояние атома,
валентность.
3. Разработка алгоритма определения геометрии молекул.
4. Индивидуальная работа учащихся по вариантам и обмен
информацией с учащимися, выполняющих задание у доски.
5. Выступление учащихся об аллотропных модификациях
химического элемента углерода.
6. Формулировка основных выводов.
7. Подведение итогов работы на уроке.
2
Слайд 1
Гибридизация
электронных
орбиталей и
геометрия молекул
Учитель объявляет тему урока и
сообщает учащимся, что
результатом обобщения и
систематизации знаний по
данной является выполнение
работы, которая заключается в
определении геометрии
молекул.
Учащиеся записывают тему в
тетрадях.
Слайд 2
Блиц-опрос:
Что такое атомная
орбиталь?
Какие формы орбиталей
известны?
Учитель предлагает учащимся
ответить на вопросы по
содержанию ранее изученного
материала в курсе
неорганической и органической
химии.
Предполагаемые ответы
учащихся:
1.Атомная орбиталь – это
область в околоядерном
пространстве, где вероятность
обнаружения электрона
максимальна.
2. s-орбиталь имеет форму
шара;
p- орбиталь – вытянутой
восьмерки;
d- орбиталь – форма розетки.
Слайд 3
р
х
-орбиталь
Учитель комментирует
мультимедийное изображение
моделей электронных орбиталей
на экране, задает вопросы об их
количестве, форме,
расположении в пространстве.
Учащиеся отвечают на вопросы.
( р-орбиталей в пространстве
три: по осям X, Y, Z,
d- орбиталей пять)
Учитель задает вопросы по s- и
f- орбиталям.
Учащиеся отвечают s-орбиталей
в трехмерном пространстве
одна, а f-орбиталей – семь.
Слайд 4
d
xy
-орбиталь
3
Слайд 5
• Что такое «гибридизация»?
американский химик
Лайнус Полинг
Учитель продолжает проводить
блиц-опрос.
Предполагаемый ответ
учащегося:
Гибридизация – это процесс
взаимодействия (смешения)
электронных орбиталей,
который приводит к
выравниванию их по форме и
энергии.
После ответа учащегося
Учитель предлагает вспомнить,
чем знаменит Лайнус Полинг.
Учащиеся вспоминают:
- ввел понятие относительной
электроотрицательности;
- участвовал в разработке
теории резонанса в молекуле
бензола.
Учитель дополняет: Лайнус
Карл Полинг (1901-1994) -
американский физик и химик,
Лауреат Нобелевской премии
(1954 г.) и Нобелевской премии
мира (1962 г.).
4
Слайд 6
Сколько видов гибридизации
возможно для s- и p-
орбиталей?
Приведите примеры.
Учитель задает вопросы,
изображенные на слайде.
Учащиеся должны ответить на
вопрос, найти модель
(определенного цвета) из
надутых воздушных шаров,
соответствующей этому типу
гибридизации, дать
характеристику ориентации
гибридных облаков в
пространстве.
Предполагаемые ответы
учащихся:
1. sp- гибридизация. Два
электронных облака,
расположенных на одной линии
под углом 180
0
(модель из
желтых воздушных шаров).
sp
2
- гибридизация. Три
электронных облака, в одной
плоскости, под углом 120
0
(модель из синих воздушных
шаров).
sp
3
- гибридизация. Четыре
электронных облака,
тетраэдрическое расположение,
угол 109
0
28’(модель из зеленых
воздушных шаров).
Слайд 7
Какой вид химической связи
является определяющим для
геометрии молекул( или ?
Учитель задает вопрос,
изображенный на экране.
Предполагаемый ответ
учащихся:
связь образуется при
перекрывании электронных
орбиталей на линии,
соединяющей центры атомных
ядер. Направленность
ковалентной связи влияет на
форму молекул, их размеры,
валентный угол, межатомное
расстояние.
5
Слайд 8
Алгоритм определения
геометрии молекул:
• Определить число связей для
центрального атома
• Составить электронно-графическую
схему валентных электронов (по числу
связей)
• Определить тип гибридизации
• Дать характеристику гибридным
орбиталям (число, направленность,
валентный угол)
В ходе беседы, учащиеся
выводят алгоритм.
(Вопросы беседы:
1. какой атом определяет
геометрию молекулы?
2. чем определяются валентные
возможности атома?
3. что такое возбужденное
состояние атома?
4. как определить тип
гибридизации?)
Учитель дает задание для
индивидуальной работы по
вариантам: составить
структурные формулы
бинарных соединений:CO
2,
BF
3,
SiH
4
, NH
3,
определить
геометрию молекул.
Учащиеся выполняют задание.
4 учащихся выполняют задание
на доске.
Во время выполнения задания
учитель подходит к учащимся,
смотрит записи в тетрадях.
Слайд 9
C
2
H
2
Конфигурация
орбиталей – линейная
Число связей -- 2
Валентный угол – 180
0
СО
2
sp- гибридизация (dр)
С*
Ответ первого учащегося
сопровождается показом слайда.
Учитель обращает внимание на
геометрию молекул
органических и неорганических
веществ.
Слайд 10
sp
2
-гибридизация (dp
2
, sd
2
)
BF
3
C
2
H
4
Конфигурация орбиталей – плоская,
треугольная
Число связей – 3
Валентный угол -- 120
0
Ответ второго учащегося
сопровождается показом слайда.
6
Слайд 11
Модель молекулы метана СН
4
Тип гибридизации для атома С – sp
3
Si – sp
3
конфигурация орбиталей –
тетраэдрическая
число связей – 4
валентный угол – 109
0
28’
Модель молекулы силана SiH
4
sp
3
(sd
3
)
Ответ третьего учащегося
сопровождается показом слайда.
Слайд 12
sp
3
-гибридизация
..
Конфигурация орбиталей –
тетраэдрическая
Число связей -- 3
Валентный угол – 107,3
0
N
Ответ четвертого учащегося
сопровождается показом слайда.
Учитель: почему максимальная
валентность азота IV, а степень
окисления +5?
Предполагаемый ответ: атом
азота не имеет вакантных d-
орбиталей и не может
находиться в возбужденном
состоянии, поэтому три связи он
образует по обменному
механизму и одну по донорно-
акцепторному. Степень
окисления определяется числом
отданных или принятых
электронов.
Учитель задает вопрос классу:
Какие явления объясняют
многообразие веществ в
природе?
Предполагаемый ответ:
многообразие органических
веществ объясняет явление
изомерии , а многообразие
простых веществ – явление
аллотропии.
Слайд 13
Аллотропные модификации
углерода
•Алмаз
•Графит
•Карбин
•Фуллерен
Сообщения учащихся об
аллотропных модификациях
углерода сопровождаются
показом слайдов, выполненных
учащимися, моделями
кристаллических решеток
алмаза и графита. Структурные
формулы карбина (полииновую
и поликумуленовую) учащиеся
записали на доске.
7
Слайд 14
Аллотропия углерода
Учащиеся в тетрадях
записывают типы гибридизации
атомов углерода. После
выступления учащихся,
формулируется вывод об
универсальности понятия
«гибридизация» не только для
сложных веществ, но и для
простых и о то, что форма
молекулы зависит от типа
гибридизации.
Подведение итогов.
Учитель объявляет оценки за
работу на уроке и дает задание к
следующему уроку.
