Конспект урока на тему "Гибридизация электронных орбиталей. Геометрия молекул"

Урок химии по теме : 

Гибридизация электронных орбиталей. Геометрия молекул

Данный урок разработан для учащихся 11 класса, 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: 

sp3 __ гибридизацией;

sp2 __ 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

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: 

sp3 __ гибридизацией;

sp2 __ 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. Приложение 3).

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.

http://www.chemistry.ssu.samara.ru/

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.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4