Metoodiline arendus keemias (11. klass) teemal: Aatomiorbitaalide hübridiseerumine. Aatomiorbitaalide hübridiseerumine

31.10.2019

Jätkamine. Alustuseks vt № 15, 16/2004

5. õppetund
süsiniku aatomiorbitaalid

Kovalentne keemiline side moodustub, kasutades tavalisi sidemega elektronpaare, mis on järgmised:

Moodustavad keemilise sideme, s.t. ainult paardumata elektronid suudavad luua ühise elektronipaari teisest aatomist pärineva "võõra" elektroniga. Elektrooniliste valemite kirjutamisel paiknevad paardumata elektronid ükshaaval orbiidirakus.
aatomiorbitaal on funktsioon, mis kirjeldab elektronipilve tihedust igas ruumipunktis aatomi tuuma ümber. Elektronipilv on ruumipiirkond, millest elektron võib suure tõenäosusega leida.
Süsinikuaatomi elektroonilise struktuuri ja selle elemendi valentsi ühtlustamiseks kasutatakse süsinikuaatomi ergastamise mõisteid. Tavalises (ergastamata) olekus on süsinikuaatomil kaks paaritut 2 R 2 elektroni. Ergastatud olekus (kui energia neeldub) üks kahest s 2-elektronid võivad üle minna vabaks R- orbitaalne. Seejärel ilmub süsinikuaatomisse neli paaristamata elektroni:

Tuletage meelde, et aatomi elektroonilises valemis (näiteks süsiniku jaoks 6 C - 1 s 2 2s 2 2lk 2) suured numbrid tähtede ees - 1, 2 - näitavad energiataseme numbrit. Kirjad s ja R näitavad elektronipilve (orbitaalide) kuju ja tähtede kohal paremal olevad numbrid näitavad elektronide arvu antud orbitaalil. Kõik s- sfäärilised orbitaalid:

Teisel energiatasemel, välja arvatud 2 s- seal on kolm orbitaali 2 R-orbitaalid. Need 2 R-orbitaalid on ellipsoidse kujuga, mis sarnanevad hantlitega ja on ruumis orienteeritud üksteise suhtes 90 ° nurga all. 2 R- Orbitaalid tähistavad 2 p x, 2r y ja 2 pz vastavalt telgedele, mida mööda need orbitaalid paiknevad.

Keemiliste sidemete moodustumisel omandavad elektronide orbitaalid sama kuju. Niisiis, küllastunud süsivesinikes üks s-orbitaalne ja kolm R-süsinikuaatomi orbitaalid, mis moodustavad neli identset (hübriidset) sp 3-orbitaalid:

See- sp 3 - hübridisatsioon.
Hübridiseerimine– aatomiorbitaalide joondamine (segamine) s ja R) uute aatomiorbitaalide moodustumisega, nn hübriidorbitaalid.

Hübriidorbitaalidel on asümmeetriline kuju, mis on kinnitatud aatomi poole piklik. Elektronpilved tõrjuvad üksteist ja asuvad ruumis üksteisest võimalikult kaugel. Samal ajal teljed neli sp 3-hübriidorbitaalid osutuvad suunatud tetraeedri tippudele (korrapärane kolmnurkne püramiid).
Seega on nende orbitaalide vahelised nurgad tetraeedrilised, võrdne 109°28".
Elektronide orbitaalide tipud võivad kattuda teiste aatomite orbitaalidega. Kui elektronpilved kattuvad piki aatomite keskpunkte ühendavat joont, siis sellist kovalentset sidet nimetatakse sigma()-side. Näiteks C 2 H 6 etaani molekulis moodustub keemiline side kahe süsinikuaatomi vahel kahe hübriidorbitaali kattumisel. See on ühendus. Lisaks iga süsinikuaatomi oma kolmega sp 3-orbitaalid kattuvad s-kolme vesinikuaatomi orbitaalid, mis moodustavad kolm -sidet.

Kokku on süsinikuaatomi jaoks võimalik kolm erinevat tüüpi hübridisatsiooniga valentsolekut. Välja arvatud sp 3-hübridisatsioon on olemas sp 2 - ja sp- hübridiseerimine.
sp 2 -Hübridiseerimine- ühe segamine s- ja kaks R-orbitaalid. Selle tulemusena kolm hübriidi sp 2 -orbitaalid. Need sp 2 -orbitaali asuvad samal tasapinnal (telgedega X, juures) ja on suunatud kolmnurga tippudele, mille orbitaalide vaheline nurk on 120°. hübridiseerimata
R-orbital on risti kolme hübriidi tasapinnaga sp 2 orbitaali (orienteeritud piki telge z). Ülemine pool R-orbitaalid on tasapinnast kõrgemal, alumine pool tasandist allpool.
Tüüp sp Süsiniku 2-hübridiseerumine toimub kaksiksidemega ühendites: C=C, C=O, C=N. Veelgi enam, ainult üks kahe aatomi vaheline side (näiteks C=C) võib olla side. (Teised aatomi sideorbitaalid on suunatud vastassuundades.) Teine side tekib mittehübriidse kattumise tulemusena R-orbitaalid mõlemal pool aatomite tuumasid ühendavat joont.

Kovalentne side moodustub külgmise kattumise teel R-nimetatakse naabersüsinikuaatomite orbitaale pi()-side.

Haridus
- side

Orbitaalide väiksema kattumise tõttu on -side vähem tugev kui -side.
sp-Hübridiseerimine on ühe segunemine (vormi ja energia joondamine). s- ja üks
R-orbitaalid kahe hübriidi moodustumisega sp-orbitaalid. sp- Orbitaalid asuvad samal joonel (180 ° nurga all) ja on suunatud süsinikuaatomi tuumast vastassuunas. Kaks
R-orbitaalid jäävad hübridiseerimata. Need asetatakse üksteisega risti.
suunad – ühendused. Pildi peal sp-orbitaalid on näidatud piki telge y ja hübridiseerimata kaks
R-orbitaalid - piki telgi X ja z.

Kolmekordne süsinik-süsinik side CC koosneb -sidemest, mis tekib kattumisel
sp-hübriidorbitaalid ja kaks -sidemeid.
Seos selliste süsinikuaatomi parameetrite vahel nagu seotud rühmade arv, hübridisatsiooni tüüp ja moodustunud keemiliste sidemete tüübid on näidatud tabelis 4.

Tabel 4

Süsiniku kovalentsed sidemed

Rühmade arv seotud süsinikuga	Tüüp hübridisatsioon	Tüübid osalevad keemilised sidemed	Liitvalemite näited
4	sp 3	Neli - ühendused
3	sp 2	Kolm - ühendused ja üks on ühendus
2	sp	Kaks - ühendused ja kaks ühendust	H-CC-H

Harjutused.

1. Milliseid aatomite elektrone (näiteks süsiniku või lämmastiku) nimetatakse paarituteks?

2. Mida tähendab mõiste "jagatud elektronpaarid" kovalentse sidemega ühendites (näiteks CH 4 või H2S )?

3. Millised on aatomite elektroonilised olekud (näiteks C või N ) nimetatakse põhilisteks ja millised on põnevil?

4. Mida tähendavad numbrid ja tähed aatomi elektroonilises valemis (näiteks C või N )?

5. Mis on aatomiorbitaal? Mitu orbitaali on C-aatomi teisel energiatasemel ja kuidas need erinevad?

6. Mis vahe on hübriidorbitaalidel ja algsetel orbitaalidel, millest need moodustati?

7. Milliseid hübridiseerimistüüpe tuntakse süsinikuaatomi jaoks ja mis need on?

8. Joonistage süsinikuaatomi ühe elektroonilise oleku orbitaalide ruumilise paigutuse pilt.

9. Milliseid keemilisi sidemeid nimetatakse ja mida? Täpsustage-ja-ühendused ühendustes:

10. Alltoodud ühendite süsinikuaatomite puhul märkige: a) hübridisatsiooni tüüp; b) selle keemiliste sidemete tüübid; c) sidenurgad.

1. teema harjutuste vastused

5. õppetund

1. Nimetatakse elektrone, mida on üks orbitaali kohta paarimata elektronid. Näiteks ergastatud süsinikuaatomi elektronide difraktsioonivalemis on neli paardumata elektroni ja lämmastikuaatomil kolm:

2. Nimetatakse kahte elektroni, mis osalevad ühe keemilise sideme moodustumisel ühine elektronpaar. Tavaliselt kuulus enne keemilise sideme moodustumist üks selle paari elektronidest ühele aatomile ja teine elektron teisele aatomile:

3. Aatomi elektrooniline olek, milles jälgitakse elektrooniliste orbitaalide täitumise järjekorda: 1 s 2 , 2s 2 , 2lk 2 , 3s 2 , 3lk 2 , 4s 2 , 3d 2 , 4lk 2 jne nimetatakse peamine olek. AT põnevil oleküks aatomi valentselektronidest hõivab suurema energiaga vaba orbitaali, sellise üleminekuga kaasneb paariselektronide eraldumine. Skemaatiliselt on see kirjutatud nii:

Kui põhiolekus oli ainult kaks valentspaarimata elektroni, siis ergastatud olekus on selliseid elektrone neli.

5. Aatomiorbitaal on funktsioon, mis kirjeldab elektronipilve tihedust igas ruumipunktis antud aatomi tuuma ümber. Süsinikuaatomi teisel energiatasemel on neli orbitaali - 2 s, 2p x, 2r y, 2pz. Need orbitaalid on:
a) elektronipilve kuju ( s- pall, R- hantel);
b) R-orbitaalid on ruumis erineva orientatsiooniga – piki vastastikku risti asetsevaid telgesid x, y ja z, on need tähistatud p x, r y, pz.

6. Hübriidorbitaalid erinevad algsetest (mittehübriidsetest) orbitaalidest kuju ja energia poolest. Näiteks, s-orbitaal - sfääri kuju, R- sümmeetriline kaheksas, sp-hübriidorbitaal - asümmeetriline kaheksakene.
Energia erinevused: E(s) < E(sp) < E(R). Sellel viisil, sp-orbital – kuju ja energiaga keskmistatud orbitaal, mis saadakse algtähtede segamisel s- ja lk-orbitaalid.

7. Süsinikuaatomi jaoks on teada kolm hübridisatsiooni tüüpi: sp 3 , sp 2 ja sp (vaata 5. õppetunni teksti).

9. -side – kovalentne side, mis tekib orbitaalide frontaalsel kattumisel piki aatomite keskpunkte ühendavat joont.
-side – külgmise kattumise teel tekkinud kovalentne side R-orbitaalid mõlemal pool aatomite keskpunkte ühendavat joont.
- Sidemed on näidatud ühendatud aatomite vahelise teise ja kolmanda joonega.

Faktide selgitamiseks, kui aatom moodustab suurema arvu sidemeid kui selle põhiolekus paaritute elektronide arv (näiteks süsinikuaatom), kasutatakse energialähedaste aatomiorbitaalide hübridisatsiooni postulaati. AO hübridisatsioon toimub kovalentse sideme moodustumisel, kui sel juhul saavutatakse efektiivsem orbitaalide kattumine. Süsinikuaatomi hübridisatsiooniga kaasneb selle ergastamine ja elektronide ülekanne 2s- 2p-AO-le:

Suure energiaerinevusega AO-d (näiteks 1s ja 2p) hübridisatsiooni ei astu. Sõltuvalt hübridisatsioonis osalevate p-AO-de arvust on võimalikud järgmised hübridisatsioonitüübid: süsiniku- ja lämmastikuaatomite puhul sp3, sp2 ja sp; hapnikuaatomi jaoks - sp3, sp2; halogeenide jaoks - sp3.

Sp3-hübriidorbitaalide teljed on suunatud korrapärase tetraeedri tippudele. Nende vaheline tetraeedriline nurk on 109°28", mis vastab madalaimale elektronide tõukeenergiale.

Sp2 hübridisatsioon (trigonaalne tasapinnaline) Segatakse üks s- ja kaks p-orbitaali ning moodustub kolm ekvivalentset sp2-hübriidorbitaali, mis asuvad samal tasapinnal 120 ° nurga all. Need võivad moodustada kolm s-sidet. Kolmas p-orbitaal jääb hübridiseerimata ja on orienteeritud hübriidorbitaalide tasapinnaga risti. See p-AO osaleb p-sideme moodustamises.

Keemiatund teemal:

Elektronide orbitaalide hübridiseerumine. Molekulide geomeetria

See tund on mõeldud 11. klassi õpilastele.saõpilased, kes õpivad keemiat programmi Gabrielyan O.S. õpiku „Keemia. 11. klass”, autorid O.S. Gabrielyan jt “Drofa” kirjastus, 2006”.

Selle arenduse mitmekülgsus seisneb selles, et seda saavad edukalt kasutada teiste autorite programmide kallal töötavad õpetajad üldharidus- ja erialaklassides.

Esitatav töö sisaldab: 11. klassi keemiatunni tehnoloogilist kaarti koos rakendustega ja elektroonilist esitlust. Töö originaalsuse määravad interaktiivsed vahetükid esitluses, internetist saadava info kasutamine ning samas tunnis sõltumatus internetist. Erinevatest allikatest kaasatud illustratsioonid, nende kombinatsioon ja esitusviis võimaldavad tunnis täielikult ellu viia interdistsiplinaarseid seoseid, kujundada teaduslikku maailmapilti ja sisendada õpilastes iluarmastust.

Arendust saab kasutada õppevahendina. See on mõeldud abistamiseks nii algajale keemiaõpetajale kui ka keemia õpetamisel infotehnoloogiat tutvustavale õpetajale.

Tunni eesmärgid:

Avaldada orgaaniliste, keeruliste anorgaaniliste ainete ja süsiniku allotroopsete modifikatsioonide hübridisatsiooniprotsessi universaalset olemust.

Näidake molekulide geomeetria sõltuvust elektronorbitaalide hübridisatsiooni tüübist ja ainete omaduste sõltuvust molekulide geomeetriast.

Juhtida õpilaste tähelepanu põhiliste loodusseaduste ja molekulide ehituslike iseärasuste mõjule maailmas valitsevale korrale ja ilule.

Varustus: Arvuti, multimeediaprojektor, ekraan, elektrooniline esitlus. Metaani, pentaani, grafiidi, teemandi, etüleeni, atsetüleeni molekulide kuul-pulgamudelid, õhupallidest valmistatud molekulide mudelid, tetraeedri ja kolmnurkse püramiidi geomeetrilised mudelid. Näidistabel "Süsiniku allotroopsed modifikatsioonid", molekule ja kristalle kujutavad fotod, õpilaste aruanded, L. Paulingu portree.

Tunniplaan

I. Elektronorbitaalide hübridisatsiooni olemus, selle mehhanism.

II. Väljaande ajaloost. Pauling L. - kahekümnenda sajandi suur keemik, tema teened molekulide struktuuride uurimisel ja kirjeldamisel.

III. Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete molekulide geomeetria, mis on tingitud:

sp 3 __ hübridisatsioon;

sp 2 __ hübridisatsioon;

sp - hübridisatsioon.

Tunni ülesanne: korrata süsinikuaatomi elektronorbitaalide hübridisatsiooni, keemilise sideme omadusi. 1 õpilane koostab elektroonilist ettekannet "L. Paulingu elu ja looming."

Tahvli kaunistus

Tunni edenemine

I. Organisatsioonimoment . Slaid number 1.

II. Kodutöö vestlus (6 min). Slaid number 2, ainete valemid tahvlil.

Milliseid kovalentse sideme omadusi uurisime viimases õppetükis? (pikkus, E, tugevus, küllastus)

Mis on sideme pikkus ja millest see sõltub? (olenevalt aatomi suurusest ja sidemete paljususest)

Mis on sideme energia ja millest see sõltub? (sideme katkestamiseks vajalik energia hulk; sõltub sideme tugevusest)

Mis on sideme tugevus ja millest see sõltub? (millises ühenduses on ? või ? ja millised pilved kattuvad - hübriidsed või mittehübriidsed)

Kuidas on kovalentse sideme omadused seotud? (mida pikem pikkus, seda väiksem on jõud ja energia)

Kuidas muutub sideme pikkus vesinikhalogeniidi molekulides (vt tahvlil – 1. veerg) ja miks? (suurneb, kui aatomi suurus suureneb)

Milline antud ühendustest (tahvlil) on tugevaim? (HF)

Vesinikhalogeniidid lahustatakse vees, moodustades happeid. Milline neist hapetest on tugevaim ja miks? (HJ, sest happesus on võime vabastada H + , HJ-l on kõige nõrgem side)

Milline hape on kõige nõrgem? (HF - vesinikfluoriidhape, lahustab klaasi)
Järeldus : Aine omadused sõltuvad neid moodustavate aatomite suurusest.

Kuidas muutub sideme tugevus reas süsivesinikes (vt tahvli 2. veergu) ja millest see sõltub? (ülevalt alla sideme tugevus suureneb, kuna kordsus suureneb ja pikkus väheneb)

Kuidas see nende ainete omadusi mõjutab? (ainult a-sidemetega alkaanidele on iseloomulikud asendusreaktsioonid, a-sidemetega alkeenidele - liitumised ja alküünidele - kolmiksideme vesinikuaatomite liitumis- ja asendusreaktsioonid)

Selgitage lihtsate ainete kloori, hapniku, lämmastiku molekulide näitel (vt tahvlil – 3. veerg), kuidas nende molekulide struktuur mõjutab nende omadusi. (vaba kloori ei leidu - üksikside, hapnik õhus 21% - kaksikside, lämmastik õhus 78%, inertne aine - kolmikside)
Järeldus : Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete omadused sõltuvad sidemete paljususest.

Kuidas sidemete küllastumine mõjutab ainete omadusi (vt tahvlil – 4. veerg) (metaanil ei ole küllastumata sidemeid, ammoniaagil ja vees on küllastumata sidemed, järelikult on tegemist dipoolidega).
Järeldus : Ainete omadused sõltuvad kovalentse sideme omadustest.

II. Uue teema uurimine

№ lk

Järeldus . Peame olema uhked selle üle, et elame Venemaal, kus elasid ja töötasid suurepärased maailmakuulsad teadlased ja keemikud. Need on Lomonosov M.V. - entsüklopeediateadlane, Mendelejev D.I. - perioodilise seaduse looja, Borodin A.P. - keemik ja helilooja, Butlerov A.M. - orgaaniliste ühendite struktuuri teooria looja, Lebedev S.V. - Venemaal 1 tehiskummi looja ja paljud teised kes on andnud suure panuse keemiateaduse arengusse. Aga suure austusega tuleb suhtuda ka teiste riikide teadlastesse ja nende hulgas on ka Linus Pauling, kes on maailmakuulus teadlane, kellest peaks teadma iga haritud inimene.

heuristiline vestlus. Orgaaniliste ainete (süsivesinike) ja anorgaaniliste ainete (räni, lämmastiku, hapniku, boori, berülliumi ühendid; süsiniku allotroopsed modifikatsioonid) molekulide struktuuri näitel näitab õpetaja "hübridisatsiooni" mõiste universaalsust ja molekulide geomeetria sõltuvus hübridisatsioonist ja ainete omadused molekulide geomeetriast. Vestluse käigus tutvutakse anorgaaniliste ainete molekulide geomeetriaga ja jagamata elektronpaaride mõjuga nende omadustele.

IV. Kodutöö : §7, märkmed vihikusse, valmistu testimiseks (vt. ).

Kasutatud allikate loetelu :

Gabrielyan O.S. jne Õpetaja käsiraamat. Keemia. 11. klass: kell 2 - M .: Bustard, 2003.

Iltšenko V.R. Füüsika, keemia ja bioloogia ristteel. – M.: Valgustus, 1986.

CD “Kyrili ja Methodiuse virtuaalkool” Bioloogiatunnid. Loomad.

CD “Kyrili ja Methodiuse virtuaalkool” Bioloogiatunnid. Üldbioloogia.

CD “Kyrili ja Methodiuse virtuaalkool” Keemiatunnid. 10-11 klassid.

Esitluste eelvaate kasutamiseks looge Google'i konto (konto) ja logige sisse: https://accounts.google.com

Slaidide pealdised:

Aatomiorbitaalide hübridiseerumine

Linus Carl Pauling

Aatomiorbitaalide hübridiseerumine - aatomi orbitaalide kuju ja energia muutumine kovalentse sideme tekkimisel orbitaalide tõhusama kattumise saavutamiseks.

Erinevad veidi erineva energiaga orbitaalid moodustavad vastava arvu hübriidorbitaale. Hübriidorbitaalide arv on võrdne hübridisatsioonis osalevate aatomiorbitaalide arvuga. Hübriidorbitaalid on elektronpilve kuju ja energia poolest samad.

Hübridiseerimine ei hõlma mitte ainult elektronide sidumist, vaid ka jagamata elektronpaare.

Võrreldes aatomiorbitaalidega on hübriidorbitaalid keemiliste sidemete tekke suunas piklikumad ja põhjustavad seetõttu elektronpilvede paremat kattumist.

Hübriidorbitaal on tuuma ühel küljel piklikum kui teisel pool.

Coord. number Hübridisatsiooni tüüp Molekuli, mille keskne aatom läbib hübridisatsiooni, ruumiline konfiguratsioon Aatomite paigutus molekulis Näited ühenditest 2 sp Lineaarne BeCl 2, CO 2, HCN 3 sp 2 Trigonaal BF 3, BCl 3, NO 3 -, HgI 3 - , CdCl 3 - 4 sp 3 Tetrahedral CH 4 , CCl 4 , XeO 4 , HgI 4 - ,

sp hübridisatsioon on hübridisatsioon, milles osalevad ühe s ja ühe p elektroni aatomiorbitaalid

Hübridisatsiooniprotsessi käigus moodustub 2 hübriidorbitaali, mis on üksteise suhtes orienteeritud 180° nurga all.

Orbitaalide sp-hübridisatsiooni kontseptsiooni saab rakendada BeH 2 molekuli lineaarse vormi selgitamiseks, milles berülliumi aatomi moodustavad hübriidsed sp-orbitaalid.

Berülliumfluoriidi molekuli moodustumine. Igal fluoriaatomil, mis on selle molekuli osa, on üks paaritu elektron, mis osaleb kovalentse sideme moodustamises.

Ergastamata olekus berülliumi aatomil ei ole paarituid elektrone: Seetõttu peab berülliumi aatom keemiliste sidemete moodustamisel osalemiseks minema ergastatud olekusse:

teatud energiakuluga võib berülliumi aatomi esialgsete s - ja p-orbitaalide asemele tekkida kaks ekvivalentset hübriidorbitaali (sp - orbitaali).

Näited keemilistest ühenditest, mida iseloomustab sp hübridisatsioon: BeCl 2, BeH 2, CO, CO 2, HCN, karbiin, atsetüleensed süsivesinikud (alküünid).

sp 2 -hübridisatsioon - hübridisatsioon, milles osalevad ühe s - ja kahe p-elektroni aatomiorbitaalid

Hübridisatsiooni tulemusena moodustub kolm hübriidset sp 2 orbitaali, mis asuvad samal tasapinnal üksteise suhtes 120 ° nurga all.

Seda tüüpi hübridisatsiooni täheldatakse BCl3 molekulis.

sp 2 - boori aatomi hübridiseerumine boorfluoriidi molekulis. Siin on algse s - ja ergastatud boori aatomi kahe p-orbitaali asemel

moodustub kolm ekvivalentset sp 2 orbitaali. Seetõttu on molekul üles ehitatud korrapärase kolmnurga kujul, mille keskel on boori aatom ja tippudes fluori aatomid.

Näited ühenditest, milles täheldatakse sp 2 hübridisatsiooni: SO 3, BCl 3, BF 3, AlCl 3, CO 3 2-, NO 3 -, grafiit, etüleensüsivesinikud (alkeenid), karboksüülhapped ja aromaatsed süsivesinikud (areenid).

sp 3 - hübridisatsioon - hübridisatsioon, milles osalevad ühe s - ja kolme p-elektroni aatomiorbitaalid

Neli sp 3 hübriidorbitaali on ruumis sümmeetriliselt orienteeritud 109°28" nurga all

alati ei vasta molekuli ruumiline konfiguratsioon tetraeedrile, see sõltub aatomite arvust molekulis. Selle näiteks on vee ja ammoniaagi NH3 molekulid.

Lämmastikuaatomi valents on III, selle viis välimise tasandi elektroni hõivavad neli orbitaali, mis tähendab, et hübridisatsiooni tüüp on sp 3, kuid keemilise sideme moodustumisel osaleb ainult kolm orbitaali. Ühe tiputa tetraeeder muutub püramiidiks. Seetõttu on ammoniaagi molekulil molekuli püramiidne kuju, sideme nurk on moonutatud 107°30 ′-ni.

hapnik veemolekulis on sp 3 hübriidseisundis ja molekuli kuju on nurgeline, sidenurk on 104°27'.

Näited ühenditest, mida iseloomustab sp 3 hübridisatsioon: H 2 O, NH 3, POCl 3, SO 2 F 2, SOBr 2, NH 4+, H 3 O +, teemant, küllastunud süsivesinikud (alkaanid, tsükloalkaanid).

See tund töötati välja 11. klassi füüsikalise ja matemaatilise profiili õpilastele, kes õpivad keemiat programmi Gabrielyan O.S. õpiku „Keemia. 11. klass”, autorid O.S. Gabrielyan jt “Drofa” kirjastus, 2006”.

Selle arenduse mitmekülgsus seisneb selles, et seda saavad edukalt kasutada teiste autorite programmide kallal töötavad õpetajad üldharidus- ja erialaklassides.

Arendust saab kasutada õppevahendina. See on mõeldud abistamiseks nii algajale keemiaõpetajale kui ka keemia õpetamisel infotehnoloogiat tutvustavale õpetajale.

Tunni eesmärgid:

Avaldada orgaaniliste, keeruliste anorgaaniliste ainete ja süsiniku allotroopsete modifikatsioonide hübridisatsiooniprotsessi universaalset olemust.
Näidake molekulide geomeetria sõltuvust elektronorbitaalide hübridisatsiooni tüübist ja ainete omaduste sõltuvust molekulide geomeetriast.
Juhtida õpilaste tähelepanu põhiliste loodusseaduste ja molekulide ehituslike iseärasuste mõjule maailmas valitsevale korrale ja ilule.

Varustus: PC, multimeediaprojektor, ekraan, elektrooniline esitlus. Metaani, pentaani, grafiidi, teemandi, etüleeni, atsetüleeni molekulide kuul-pulgamudelid, õhupallidest valmistatud molekulide mudelid, tetraeedri ja kolmnurkse püramiidi geomeetrilised mudelid. Näidistabel "Süsiniku allotroopsed modifikatsioonid", molekule ja kristalle kujutavad fotod, õpilaste aruanded, L. Paulingu portree.

Tunniplaan

I. Elektronorbitaalide hübridisatsiooni olemus, selle mehhanism.

II. Väljaande ajaloost. Pauling L. - kahekümnenda sajandi suur keemik, tema teened molekulide struktuuride uurimisel ja kirjeldamisel.

III. Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete molekulide geomeetria, mis on tingitud:

sp 3 __ hübridisatsioon;
sp 2 __ hübridisatsioon;
sp - hübridisatsioon.

Tunni ülesanne: korrata süsinikuaatomi elektronorbitaalide hübridisatsiooni, keemilise sideme omadusi. 1 õpilane koostab elektroonilist ettekannet "L. Paulingu elu ja looming."

Tahvli kaunistus

Tunni edenemine

I. Organisatsioonimoment. Slaid number 1.

II. Kodutöö vestlus (6 min). Slaid number 2, ainete valemid tahvlil.

Milliseid kovalentse sideme omadusi uurisime viimases õppetükis? (pikkus, E, tugevus, küllastus)
Mis on sideme pikkus ja millest see sõltub? (olenevalt aatomi suurusest ja sidemete paljususest)
Mis on sideme energia ja millest see sõltub? (sideme katkestamiseks vajalik energia hulk; sõltub sideme tugevusest)
Mis on sideme tugevus ja millest see sõltub? (millises ühenduses on ? või ? ja millised pilved kattuvad - hübriidsed või mittehübriidsed)
Kuidas on kovalentse sideme omadused seotud? (mida pikem pikkus, seda väiksem on jõud ja energia)
Kuidas muutub sideme pikkus vesinikhalogeniidi molekulides (vt tahvlil – 1. veerg) ja miks? (suurneb, kui aatomi suurus suureneb)
Milline antud ühendustest (tahvlil) on tugevaim? (HF)
Vesinikhalogeniidid lahustatakse vees, moodustades happeid. Milline neist hapetest on tugevaim ja miks? (HJ, sest happesus on võime loobuda H+-st, HJ nõrgimast sidemest)
Milline hape on kõige nõrgem? (HF - vesinikfluoriidhape, lahustab klaasi)
Õpetaja: Aine omadused sõltuvad neid moodustavate aatomite suurusest.
Kuidas muutub sideme tugevus reas süsivesinikes (vt tahvli 2. veergu) ja millest see sõltub? (ülevalt alla sideme tugevus suureneb, kuna kordsus suureneb ja pikkus väheneb)
Kuidas see nende ainete omadusi mõjutab? (ainult a-sidemetega alkaanidele on iseloomulikud asendusreaktsioonid, a-sidemetega alkeenidele - liitumised ja alküünidele - kolmiksideme vesinikuaatomite liitumis- ja asendusreaktsioonid)
Selgitage lihtsate ainete kloori, hapniku, lämmastiku molekulide näitel (vt tahvlil – 3. veerg), kuidas nende molekulide struktuur mõjutab nende omadusi. (kloor ei esine vabal kujul - üksikside, hapnik õhus 21% - kaksikside, lämmastik õhus 78%, inertne aine - kolmikside)
Õpetaja: Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete omadused sõltuvad sidemete paljususest.
Kuidas sidemete küllastumine mõjutab ainete omadusi (vt tahvlil – 4. veerg) (metaanil ei ole küllastumata sidemeid, ammoniaagil ja vees on küllastumata sidemed, järelikult on tegemist dipoolidega).
õpetaja b: Ainete omadused sõltuvad kovalentse sideme omadustest.