Природа химических связей

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

06.09.2022г

ТЭ 16-01

Тема1. Теория химического строения органических соединений.

Природа химических связей

Занятие №4. Тема:"Электронная природа химических связей в органических соединениях"

Дидактические цели:

Ø Образовательная

Подвести учащихся к пониманию, осознанию электронной природы химической связи в органических соединениях.

Ø Развивающая

Развить абстрактное мышление, познавательную активность, умение работать с таблицами, шаростержневыми моделями, анализировать, делать выводы, умение выделить главное.

Ø Воспитательная

Воспитать уверенность к себе, самостоятельность, аккуратность, внимательность, культуру труда, любовь к выбранной профессии.

Учебные элементы:

1) Электронное облако и орбиталь.

2) Форы орбиталей.

3) Гибридизация.

4) Одинарная связь.

5) Двойная связь.

6) Тайная связь.

7) δ – (сигма) и  - (пи) связи.

ХОД УРОКА

Ответить на вопросы:

1. Что понимают под состоянием электронов в атоме?

- это совокупность информации об энергии определенного

электрона (ē) и пространстве, в котором он находится.

2. Что называют электронным облаком или орбиталью?

- это пространство вокруг ядра атома, в котором наиболее вероятно пребывание ē.

3. О какой степени вероятности можно говорить в данном случае?

- 90 %.

4. Какие первых два типа орбиталей вам известны?

- два известных типа – S – P.

5. Какую форму имеют эти орбитали?

- S – форму шара (круга) – (показывают трафареты);

- P – форму правильной гантели.

б) объяснение нового материала:

1. строение атома углерода 2-х и 4-х валентных;

2. электронно-графические формулы.

Все органические вещества содержат углерод. В молекулах органических веществ атом углерода переходит в возбужденное состояние (показываю на экране).

1. Вы уже знаете, что атом углерода содержит на внешнем уровне четыре валентных электрона:

1 электрон на S – орбитали сферической формы

3 электрона на трех P – орбиталях, орбитали имеют форму гантели и расположены под углом 90º.

рис. Атом углерода в возбуждённом состоянии (s¹p_x¹p_y¹p_z¹)

Таким образом, можно предположить, что в молекуле метана CH₄ атом углерода не может образовать 4 одинаковых связи с четырьмя атомами водорода (1 атом водорода имеет 1 электрон на S – орбитали сферической формы). Однако экспериментально доказано, что в молекуле метана все связи С – Н равноценны и направлены к вершинам правильного тетраэдра под углом 109˚28`.

В 1931 г. американский учёный Л. Полинг доказал, что в молекуле метана в момент образования молекулы электронные облака смешиваются и образуют гибридные электронные облака, происходит процесс гибридизации.

Гибридизация – процесс смешения разных, но близких по энергии, орбиталей данного атома, с возникновением того же числа новых гибридных орбиталей, одинаковых по форме и энергии.

4. В зависимости от числа вступивших в гибридизацию орбиталей атом углерода может находиться в одном из трёх состояний гибридизации: sp³, sp², sp.

sp³– гибридизация: происходит смешение одной S и трёх P орбиталей. Образуются четыре одинаковые гибридные орбитали, расположенные относительно друг друга под тетраэдрическим углом 109˚28`. Образуются 4 ковалентные σ – связи.

Объяснение Характерен для алканов.

рис. Строение молекулы метана СН₄ (тетраэдрическое)

sp²– гибридизация: происходит смешение одной S и двух P орбиталей. Образуются три одинаковые гибридные орбитали, они расположены относительно друг друга под углом 120˚, лежат в одной плоскости и стремятся к вершинам треугольника. Образуются 3 ковалентные δ – связи

Объяснение Характерен для алканов.

Оставшаяся одна негибридизованная орбиталь расположена перпендикулярно плоскости образования δ – связей и участвует в образовании  - связи.

рис. Строение молекулы этилена С₂Н₄ (плоское тригональное)

sp – гибридизация: происходит смешение одной S и одной P орбитали. Образуются две одинаковые гибридные орбитали, они расположены относительно друг друга под углом 180˚, лежат на одной линии. Образуются 2 ковалентные δ – связи.

Объяснение Характерен для алканов.

Оставшиеся две негибридизованные орбитали расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и образуют две  - связи.

рис. Строение молекулы ацетилена С₂Н₂ (линейное)

Направленность гибридных орбиталей в пространстве, а следовательно, и геометрическое строение молекул зависят от типа гибридизации. На форму молекулы в пространстве влияет направленность только σ – связей.

Упражнение по закреплению и совершенствованию знаний.

1. В предложенных органических соединениях у каждого атома С определите:

а) тип гибридизации;

б) количество δ (сигма) и  (пи) связей.

I вариант II вариант

Н Н Н Н