Геометрия молекул. Урок химии в 11 классе

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:

Гибридизация электронных орбиталей атома углерода. SP 3 – гибридизация электронных облаков на примере молекулы метана и этана:

sp 2 -гибридизация электронных облаков атома углерода на примере молекулы этилена.

SP- гибридизация на примере молекулы ацетилена.

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 3 -гибридизация внешних электронов центрального атома на примере молекулы воды Н 2 О О* 2S 2 2P 4 Валентный угол 104,5 0. Наличие двух не связывающих электронных пар в вершине тетраэдра меняет форму молекулы на угловую.

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.

SP-гибридизация на примере молекул неорганических веществ. ВеСl 2 - хлорид бериллия Ве* 2S 1 2P 1 Структура линейная. CO 2 - оксид углерода (IV) С* 2S 1 2P 3 Структура линейная.

Понятие «Гибридизация» в мире простых веществ: Аллотропные видоизменения углерода. Алмаз ( SP 3 -гибридизация) Графит (SP 2 - гибридизация)

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.

Домашнее задание: §7, 1,2,3.