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

Ход занятия

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

№ пп	Этап плана	Действия учителя	Действия ученика	Комментарии
	Вступление (см. Приложение № 1)	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)	Приложение 4
		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.
	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.
8.	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: §7, записи в тетради, подготовиться к тестированию (см.

Продолжение. Начало см. в № 15, 16/2004

Урок 5. Гибридизация
атомных орбиталей углерода

Ковалентная химическая связь образуется при помощи общих связывающих электронных пар по типу:

Образовывать химическую связь, т.е. создавать общую электронную пару с «чужим» электроном от другого атома, могут только неспаренные электроны. Неспаренные электроны при записи электронных формул находятся по одному в клетке-орбитали.
Атомная орбиталь – это функция, которая описывает плотность электронного облака в каждой точке пространства вокруг ядра атома. Электронное облако – это область пространства, в которой с высокой вероятностью может быть обнаружен электрон.
Для согласования электронного строения атома углерода и валентности этого элемента пользуются представлениями о возбуждении атома углерода. В нормальном (невозбужденном) состоянии атом углерода имеет два неспаренных 2р 2 -электрона. В возбужденном состоянии (при поглощении энергии) один из 2s 2 -электронов может переходить на свободную р -орбиталь. Тогда в атоме углерода появляется четыре неспаренных электрона:

Напомним, что в электронной формуле атома (например, для углерода 6 С – 1s 2 2s 2 2p 2) большие цифры перед буквами – 1, 2 – обозначают номер энергетического уровня. Буквы s и р указывают форму электронного облака (орбитали), а цифры справа над буквами говорят о числе электронов на данной орбитали. Все s -орбитали сферические:

На втором энергетическом уровне кроме 2s -орбитали имеются три 2р -орбитали. Эти 2р -орбитали имеют эллипсоидную форму, похожую на гантели, и ориентированы в пространстве под углом 90° друг к другу. 2р -Орбитали обозначают 2р х , 2р y и 2р z в соответствии с осями, вдоль которых эти орбитали расположены.

При образовании химических связей электронные орбитали приобретают одинаковую форму. Так, в предельных углеводородах смешиваются одна s -орбиталь и три р -орбитали атома углерода с образованием четырех одинаковых (гибридных) sр 3 -орбиталей:

Это – sр 3 -гибридизация.
Гибридизация – выравнивание (смешивание) атомных орбиталей (s и р ) с образованием новых атомных орбиталей, называемых гибридными орбиталями .

Гибридные орбитали имеют асимметричную форму, вытянутую в сторону присоединяемого атома. Электронные облака взаимно отталкиваются и располагаются в пространстве максимально далеко друг от друга. При этом оси четырех sр 3-гибридных орбиталей оказываются направленными к вершинам тетраэдра (правильной треугольной пирамиды).
Соответственно углы между этими орбиталями – тетраэдрические, равные 109°28".
Вершины электронных орбиталей могут перекрываться с орбиталями других атомов. Если электронные облака перекрываются по линии, соединяющий центры атомов, то такую ковалентную связь называют сигма()-связью . Например, в молекуле этана С 2 Н 6 химическая связь образуется между двумя атомами углерода перекрыванием двух гибридных орбиталей. Это -связь. Кроме того, каждый из атомов углерода своими тремя sр 3 -орбиталями перекрывается с s -орбиталями трех атомов водорода, образуя три -связи.

Всего для атома углерода возможны три валентных состояния с различным типом гибридизации. Кроме sр 3 -гибридизации существует sр 2 - и sр -гибридизация.
sр 2 -Гибридизация – смешивание одной s - и двух р -орбиталей. В результате образуются три гибридные sр 2 -орбитали. Эти sр 2 -орбитали расположены в одной плоскости (с осями х , у ) и направлены к вершинам треугольника с углом между орбиталями 120°. Негибридизованная
р -орбиталь перпендикулярна к плоскости трех гибридных sр 2 -орбиталей (ориентирована вдоль оси z ). Верхняя половина р -орбитали находится над плоскостью, нижняя половина – под плоскостью.
Тип sр 2 -гибридизации углерода бывает у соединений с двойной связью: С=С, С=О, С=N. Причем только одна из связей между двумя атомами (например, С=С) может быть -связью. (Другие связывающие орбитали атома направлены в противоположные стороны.) Вторая связь образуется в результате перекрывания негибридных р -орбиталей по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов.

Ковалентная связь, образующаяся путем бокового перекрывания р -орбиталей соседних углеродных атомов, называется пи()-связью .

Образование -связи

Из-за меньшего перекрывании орбиталей -связь менее прочная, чем -связь.
sр -Гибридизация – это смешивание (выравнивание по форме и энергии) одной s- и одной
р -орбиталей с образованием двух гибридных sр -орбиталей. sр -Орбитали расположены на одной линии (под углом 180°) и направлены в противоположные стороны от ядра атома углерода. Две
р -орбитали остаются негибридизованными. Они размещены взаимно перпендикулярно
направлениям -связей. На рисунке sр -орбитали показаны вдоль оси y , а негибридизованные две
р -орбитали– вдоль осей х и z .

Тройная углерод-углеродная связь СС состоит из -связи, возникающей при перекрывании
sp -гибридных орбиталей, и двух -связей.
Взаимосвязь таких параметров атома углерода, как число присоединенных групп, тип гибридизации и типы образуемых химических связей, показана в таблице 4.

Таблица 4

Ковалентные связи углерода

Число групп, связанных с углеродом	Тип гибридизации	Типы участвующих химических связей	Примеры формул соединений
4	sp 3	Четыре - связи
3	sp 2	Три - связи и одна - связь
2	sp	Две - связи и две -связи	H–CC–H

Упражнения .

1. Какие электроны атомов (например, углерода или азота) называют неспаренными?

2. Что означает понятие «общие электронные пары» в соединениях с ковалентной связью (например, СН 4 или Н 2 S)?

3. Какие электронные состояния атомов (например, С или N) называют основными, а какие возбужденными?

4. Что означают цифры и буквы в электронной формуле атома (например, С или N)?

5. Что такое атомная орбиталь? Сколько орбиталей на втором энергетическом уровне атома С и чем они различаются?

6. В чем отличие гибридных орбиталей от исходных орбиталей, из которых они образовались?

7. Какие типы гибридизации известны для атома углерода и в чем они заключаются?

8. Нарисуйте картинку пространственного расположения орбиталей для одного из электронных состояний атома углерода.

9. Какие химические связи называют и какие ? Укажите - и -связи в соединениях:

10. Для атомов углерода приведенных ниже соединений укажите: а) тип гибридизации; б) типы его химических связей; в) валентные углы.

Ответы на упражнения к теме 1

Урок 5

1. Электроны, которые находятся по одному на орбитали, называют неспаренными электронами . Например, в электронографической формуле возбужденного атома углерода – четыре неспаренных электрона, а у атома азота – три:

2. Два электрона, участвующие в образовании одной химической связи, называют общей электронной парой . Обычно до образования химической связи один из электронов этой пары принадлежал одному атому, а другой электрон – другому атому:

3. Электронное состояние атома, в котором соблюдается порядок заполнения электронных орбиталей: 1s 2 , 2s 2 , 2p 2 , 3s 2 , 3p 2 , 4s 2 , 3d 2 , 4p 2 и т.д., называют основным состоянием . В возбужденном состоянии один из валентных электронов атома занимает свободную орбиталь с более высокой энергией, такой переход сопровождается разъединением спаренных электронов. Схематически это записывают так:

Тогда как в основном состоянии было только два валентных неспаренных электрона, то в возбужденном состоянии таких электронов становится четыре.

5. Атомная орбиталь – это функция, которая описывает плотность электронного облака в каждой точке пространства вокруг ядра данного атома. На втором энергетическом уровне атома углерода четыре орбитали – 2s , 2р x , 2р y , 2р z . Эти орбитали различаются:
а) формой электронного облака (s – шар, р – гантель);
б) р -орбитали имеют разную ориентацию в пространстве – вдоль взаимно перпендикулярных осей x , y и z , их обозначают р x , р y , р z .

6. Гибридные орбитали отличаются от исходных (негибридных) орбиталей формой и энергией. Например, s -орбиталь – форма сферы, р – симметричная восьмерка, sp -гибридная орбиталь – асимметричная восьмерка.
Различия по энергии: E (s ) < E (sр ) < E (р ). Таким образом, sp -орбиталь – усредненная по форме и энергии орбиталь, полученная смешиванием исходных s - и p -орбиталей.

7. Для атома углерода известны три типа гибридизации: sp 3 , sp 2 и sp (см. текст урока 5 ).

9. -связь – ковалентная связь, образующаяся путем лобового перекрывания орбиталей по линии, соединяющей центры атомов.
-связь – ковалентная связь, образующаяся путем бокового перекрывания р -орбиталей по обе стороны от линии, соединяющей центры атомов.
-Связи показывают второй и третьей черточкой между соединенными атомами.

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:

2 s

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:

2 s

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?

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.

Для объяснения фактов, когда атом образует большее число связей, чем число неспаренных электронов в его основном состоянии (например, атом углерода), используется постулат о гибридизации близких по энергии атомных орбиталей. Гибридизация АО происходит при образовании ковалентной связи, если при этом достигается более эффективное перекрывание орбиталей. Гибридизация атома углерода сопровождается его возбуждением и переносом электрона с 2s- на 2 р-АО:

АО с большой разницей в энергии (например, 1s и 2 р) в гибридизацию не вступают. В зависимости от числа участвующих в гибридизации p-АО возможны следующие виды гибридизации: для атомов углерода и азота - sp3, sp2 и sp; для атома кислорода - sp3, sp2; для галогенов - sp3.

Оси sp3-гибридных орбиталей направлены к вершинам правильного тетраэдра. Тетраэдрический угол между ними равен 109°28", что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов.

Sp2-Гибридизация (плоскостно- тригональная) Одна s- и две p-орбитали смешиваются, и образуются три равноценные sp2- гибридные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° Они могут образовывать три s-связи. Третья р-орбиталь остается негибридизованной и ориентируется перпендикулярно плоскости расположения гибридных орбиталей. Эта р-АО участвует в образовании p-связи.