Ковалентная связь и геометрия молекул

Цели урока:

1. Раскрыть универсальный характер понятия "гибридизация орбиталей".

2. Показать зависимость пространственного строения молекул веществ от типа гибридизации электронных орбиталей.

3. Показать зависимость физических свойств от геометрии молекул.

Форма урока: Комбинированный урок.

Особенности урока: Проведён по технологии "развитие критического мышления" с применением мультимедийного комплекса.

Оборудование:

1. Модели гибридных облаков для магнитной доски.

2. Тексты для работы учащихся.

   • Вопросы для 1-го этапа урока "Знаю" (Приложение I).

   • Текст для "критического чтения" (Приложение II).

   • Мультимедийный комплекс для демонстрации фрагментов темы "Химическая связь" (1, 2, 3 фрагменты).

3. Компакт-диск "Химия общая и неорганическая 10-11 класс" Лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ. Предназначен для изучения химии в 10-11 классах.

Задачи:

1. Научить учащихся критически мыслить.

2. Научить учащихся добывать знания.

Ожидаемые результаты:

1. Учащиеся должны предсказывать геометрию молекул, применяя теорию гибридизации электронных орбиталей.

Этапы урока:

I. Стадия "Вызова"

1. Записать тему урока.

2. Разделить развёрнутый двойной лист на 3 колонки: "Знаю", "Хочу знать", "Узнал".

3. Учащиеся читают вопросы (Приложение I) и выписывают те понятия, которые знают в 1-ую колонку - "Знаю".

Приложение 1

1. Во вторую колонку - "Хочу знать" выписываю т проблемы, возникающие в ходе ответов на вопросы.

Предполагаемые проблемы:

• Почему возникает направленность связи?

• Каким образом определяется направленность связи?

• Почему геометрия молекул влияет на физические свойства?

II. Стадия "Осмысления"

1. Демонстрация фрагмента №1 "Направленность электронных облаков". Во фрагменте в динамике показываются электронные облака и их перекрывания. Диктор делает вывод, что направленность связи возникает из-за направленности перекрывающихся облаков.

2. Фрагмент №2. В отрывке рассказывается о том, что перед образованием связи облака гибридизируются.

3. Чтение текста с маркировкой: "Знаю" V, "Узнал" +, "Удивило" ?

Приложение II

III. Этап "Рефлексия".

1. Учащиеся отвечают на вопросы по второй колонке - "Хочу знать".

2. Демонстрируют шаростержневые молекулы.

3. Делается вывод, что молекула состава AB₂ могут быть линейные или угловые. Демонстрируется фрагмент №3. Фрагмент показывает тип гибридизации электронных орбиталей в молекулах NH₃ и CH₄ и геометрию этих молекул.

Домашнее задание:

Учебник Габриелян О.С. 11 кл. Зарисовать перекрывание облаков в молекуле CO₂, BCl₃. Ответить на вопрос №11: "Почему растворимость SO₂ лучше, чем CO₂?"

Приложение Вид доски.

Тема: Глюкоза. Строение глюкозы.

Знаю

Хочу узнать

Узнал

Синквейн

Гипотезы:

1. Глюкоза - кислородосодержащее вещество

2. Глюкоза - углевод

3. С6Н12О6

1 .К какому классу

веществ можно

отнести глюкозу?

а)к альдегидам

б)к многоатомным спиртам

в)к карбоновым кислотам

2.Какая углеродная цепь - линейная или разветвленная?

3.Сколько

гидроксильных групп

содержит глюкоза?

Лабораторная работа

"Изучение свойств глюкозы"

существительное

три прилагательных

два глагола

крылатая фраза

существительное

По данной технологии записей больше у учащихся, поэтому представляю вид

записей у учащихся (см. следующую стр.) записи в тетради у у чащихся

На доске я только напоминаю форму и распределение записей в колонках у

учащихся (ступенчатый)

Вид записи в тетради у учащихся.

Тема: Глюкоза. Строение глюкозы.

Знаю

Хочу узнать

Узнал

Гипотезы:

1. Глюкоза - кислородосодержащее вещество

2. Глюкоза - углевод

3. С6Н12О6

1 .К какому классу

веществ можно

отнести глюкозу?

а)к альдегидам

б)к многоатомным спиртам

в)к карбоновым кислотам

2.Какая углеродная цепь - линейная или разветвленная?

3.Сколько

гидроксильных групп

содержит глюкоза?

Лабораторная работа:"Изучение свойств глюкозы"

1.гидроксидмеди (II) от раствора

глюкозы синеет ^-> глюкоза многоатомный спирт

2. раствор глюкозы с гидроксидом

меди (II) при нагревании

краснеет ^-> глюкоза содержит

альдегидную группу

3. присоединяет до 5 молекул

уксусной кислоты-> 5

гидроксильных групп

Синквейн:

Глюкоза

Сладкая, растворимая, энергетическая

Краснеет и синеет от Cu(OH)₂

Хочешь лучше думать - съешь глюкозу

Альдегидоспирт.

Домашнее задание:

• Учебник Габриелян О.С. 10 кл. §22, моносахариды

• Записать уравнения реакций по третьей колонке «Узнал»:

1. Глюкоза - альдегид 2. Глюкоза - многоатомный спирт (На основе лабораторной работы).

Приложение I

Ковалентная связь. Её характеристики.

1. Что такое ковалентная связь?

2. Какова классификация ковалентной связи по способу перекрывания электронных орбиталей?

3. Какова классификация ковалентной связи по кратности?

4. Что такое длина связи?

5. Какая связь бывает по степени смещённости?

6. Почему следует отличать полярность связи от полярности молекулы?

7. Что такое направленность связи?

8. Каким образом определяется направленность связи?

9. По каким связям определяют угол (σ или π)?

10. Молекулы CO₂ и SO₂ отвечают общей формуле AB₂. Почему молекула CO₂ - линейная, а SO₂ - угловая?

11. Почему растворимость SO₂ лучше, чем у CO₂?

Приложение II

Гибридизация электронных орбиталей и геометрия молекул

В основе модели максимального перекрывания облаков (МП) форма молекул сопоставляется с типом гибридизации орбиталей центрального атома (ЦА).

При образовании химической связи орбитали ЦА гибридизируются (гибридизация осуществляется при возбуждении атома). Гибридизация - это выравнивание орбиталей по форме и по энергии. Возможно шесть сочетаний гибридизирующихся орбиталей: sp, sd, sf, pd, pf, df. Рассмотрим простейшие способы гибридизации орбиталей sp:

Мы встречались со всеми этими способами гибридизации в курсе органической химии. У атома углерода в молекуле метана наблюдается sp³, в молекуле этилена sp², в молекуле ацетилена sp-гибридизация.

SP³-гибридизация обуславливает тетраэдрическое строение молекулы метана, sp²-плоскостное в молекуле этилена, а sp-линейное строение молекулы ацетилена.

Гибридизация орбиталей - понятие универсальное, т.е. применяется для молекул неорганических веществ. У элементов, имеющих два, три и четыре валентных электрона (в ЦА), можно рассматривать указанные виды гибридизации орбиталей sp.

Попробуйте определить геометрию (углы) молекул AB2: ВеCl₂ и H₂O на основе теории гибридизации электронных орбиталей, рассмотрев электронно-графические формулы этих элементов и зарисовать перекрывание всех облаков в этих молекулах.