Hibridizasyon türleri üzerine ders. Atomik yörüngelerin hibridizasyonu

Konuyla ilgili kimya dersi:

Elektron yörüngelerinin hibridizasyonu. Moleküllerin geometrisi

Bu ders 11. sınıf öğrencileri için tasarlanmıştırsaGabrielyan O.S. programına göre kimya okuyorum. “Kimya” ders kitabına göre. 11. sınıf”, yazarlar O.S. Gabrielyan ve diğerleri. “Drofa” Yayınevi, 2006.”

Bu gelişmenin çok yönlülüğü, genel eğitim ve uzmanlık sınıflarında diğer yazarların programlarına göre çalışan öğretmenler tarafından başarıyla kullanılabilmesinde yatmaktadır.

Sunulan çalışma şunları içerir: teknolojik harita 11.sınıf kimya dersi uygulamalı ve elektronik sunumlu. Çalışmanın özgünlüğü, sunumdaki etkileşimli ekler, internetteki bilgilerin kullanımı ve aynı zamanda ders sırasında internetten bağımsızlık ile belirlenir. Şuradan dahil: çeşitli kaynaklarÇizimler, bunların kombinasyonu ve sunum yöntemi, derste disiplinler arası bağlantıların tam olarak uygulanmasına, bilimsel bir dünya görüşü oluşturulmasına ve öğrencilerde güzellik sevgisinin geliştirilmesine olanak tanır.

Geliştirme şu şekilde kullanılabilir: Araç seti. Yeni başlayan kimya öğretmenlerinin yanı sıra kimyayı tanıtan öğretmene yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Bilişim teknolojisi kimya öğretirken.

Dersin Hedefleri:

Organik, karmaşık inorganik maddeler ve karbonun allotropik modifikasyonları için hibridizasyon sürecinin evrensel doğasını ortaya çıkarın.

Molekül geometrisinin elektronik yörüngelerin hibridizasyon tipine ve maddelerin özelliklerinin molekül geometrisine bağımlılığını gösterin.

Öğrencilerin dikkatini doğanın temel yasalarının ve moleküllerin yapısal özelliklerinin dünyadaki mevcut düzen ve güzellik üzerindeki etkisine çekin.

Teçhizat: PC, multimedya projektörü, ekran, elektronik sunum. Metan, pentan, grafit, elmas, etilen, asetilen moleküllerinin top ve çubuk modelleri, balonlardan yapılan molekül modelleri, tetrahedronun ve üçgen piramidin geometrik modelleri. Gösteri tablosu “Karbonun allotropik modifikasyonları”, molekülleri ve kristalleri gösteren fotoğraflar, öğrenci raporları, L. Pauling'in portresi.

Ders planı

I. Elektron yörüngelerinin hibridizasyonunun özü, mekanizması.

II. Sorunun geçmişinden. Pauling L., yirminci yüzyılın büyük bir kimyageridir, moleküllerin yapılarının incelenmesi ve tanımlanmasındaki başarıları.

III. Organik ve inorganik madde moleküllerinin geometrisi aşağıdakilerle belirlenir:

sp 3 __ hibridizasyon;

sp 2 __ hibridizasyon;

sp – hibridizasyon.

Ders ödevi: Karbon atomunun elektronik yörüngelerinin hibridizasyonunu, kimyasal bağların özelliklerini tekrarlayın. 1 öğrenci “L. Pauling'in Hayatı ve Çalışması” adlı elektronik sunumu hazırlıyor.

Pano tasarımı

Dersin ilerlemesi

BEN. Zamanı organize etmek . 1 numaralı slayt.

II. Ev ödevi tartışması (6 dakika). 2 numaralı slayt, tahtadaki maddelerin formülleri.

Geçen derste kovalent bağların hangi özelliklerini inceledik? (uzunluk, E, kuvvet, doygunluk)

Bağ uzunluğu nedir ve neye bağlıdır? (atom büyüklüğüne ve bağ çokluğuna bağlı olarak)

Bağlanma enerjisi nedir ve neye bağlıdır? (bir bağı kırmak için gereken enerji miktarı; bağ gücüne bağlıdır)

Bağ gücü nedir ve neye bağlıdır? (ne tür bir bağlantıya bağlı olarak - ?, veya? ve hangi bulutların örtüştüğüne - hibrit veya hibrit olmayan)

Kovalent bağın özellikleri arasında nasıl bir ilişki vardır? (uzunluk ne kadar uzun olursa, güç ve enerji o kadar az olur)

Hidrojen halojenür moleküllerindeki bağ uzunluğu nasıl değişir (tahtaya bakın - 1. sütun) ve neden? (atomun boyutu arttığı için artar)

Verilen bağlantılardan hangisi (kart üzerinde) en güçlüsüdür? (HF)

Hidrojen halojenürler suda çözündüğünde asitler oluşur. Bu asitlerden hangisi en güçlü olacak ve neden? (HJ, çünkü asitlik H verme yeteneğidir + , HJ en zayıf bağlantıya sahiptir)

Hangi asit en zayıf olacak? (HF – hidroflorik asit, camı çözer)
Çözüm : Bir maddenin özellikleri onları oluşturan atomların büyüklüğüne bağlıdır.

Hidrokarbon serisindeki bağ kuvveti nasıl değişir (tahtaya bakınız - 2. sütun) ve bu neye bağlıdır? (yukarıdan aşağıya doğru çokluk arttıkça ve uzunluk azaldıkça bağ mukavemeti artar)

Bu, bu maddelerin özelliklerini nasıl etkiler? (yalnızca a-bağlarına sahip alkanlar ikame reaksiyonları ile karakterize edilir, a-bağları olan alkenler ilave reaksiyonları ile karakterize edilir ve alkinler için, ilave reaksiyonları ve üçlü bağdaki hidrojen atomlarının ikame reaksiyonları tipiktir)

Moleküllerin örnek olarak kullanılması basit maddeler klor, oksijen, nitrojen (tahtaya bakın - 3. sütun) moleküllerinin yapısının özelliklerini nasıl etkilediğini açıklar. (klor serbest formda oluşmaz - tek bağ, havadaki oksijen %21 - çift bağ, havadaki nitrojen %78, inert madde - üçlü bağ)
Çözüm : Organik ve inorganik maddelerin özellikleri bağların çokluğuna bağlıdır.

Bağların doygunluğu maddelerin özelliklerini nasıl etkiler (tahtaya bakın - 4. sütun) (metanın doymamış bağları yoktur, amonyak ve suyun doymamış bağları vardır, bu nedenle dipollerdir).
Çözüm : Maddelerin özellikleri kovalent bağın özelliklerine bağlıdır.

II. Ders çalışıyor yeni Konu

№ kişi başı

Çözüm . Dünyaca ünlü harika kimyagerlerin yaşadığı ve çalıştığı Rusya'da yaşadığımız için gurur duymalıyız. Bunlar M.V. Lomonosov - ansiklopedi bilimcisi, D.I. Mendeleev - Periyodik Yasanın yaratıcısı, A.P. Borodin - kimyager ve besteci, A.M. Butlerov - organik bileşiklerin yapısı teorisinin yaratıcısı, S.V. Lebedev - Rusya'da 1. yapay kauçuğun yaratıcısı ve diğerleri Kimya biliminin gelişimine büyük katkı sağlayan. Ama aynı zamanda diğer ülkelerden gelen bilim adamlarına da büyük saygı duymalıyız, bunların arasında dünyaca ünlü bir bilim adamı olan Linus Pauling de var ve eğitimli her insanın onu bilmesi gerekiyor.

Sezgisel konuşma. Öğretmen, organik madde (hidrokarbonlar) ve inorganik madde (silisyum, nitrojen, oksijen, bor, berilyum bileşikleri; karbonun allotropik modifikasyonları) moleküllerinin yapısı örneğini kullanarak, “melezleşme” kavramının evrenselliğini ve molekül geometrisinin hibridizasyona bağımlılığı ve maddelerin özelliklerinin molekül geometrisine bağımlılığı. Konuşma sırasında öğrenciler inorganik madde moleküllerinin geometrisine ve yalnız elektron çiftlerinin bunların özellikleri üzerindeki etkisine aşina olurlar.

IV. Ev ödevi : §7, not defterine notlar, teste hazırlanın (bkz. ).

Kullanılan kaynakların listesi :

Gabrielyan O.S. vb. Öğretmenin el kitabı. Kimya. 11. sınıf: Saat 2'de - M.: Bustard, 2003.

Ilchenko V.R. Fizik, kimya ve biyolojinin kavşağı. – M.: Eğitim, 1986.

CD" Sanal Okul Cyril ve Methodius” Biyoloji dersleri. Hayvanlar.

CD “Cyril ve Methodius Sanal Okulu” Biyoloji dersleri. Genel biyoloji.

CD “Cyril ve Methodius Sanal Okulu” Kimya dersleri. 10-11 sınıflar.

Ders konusu: Elektronik yörüngelerin hibridizasyonu ve moleküllerin geometrisi. Ders hedefleri: 1. Sadece karmaşık organik ve inorganik maddeler için değil, aynı zamanda karbonun allotropik modifikasyonları için de "orbital hibridizasyon" kavramının evrensel doğasını ortaya çıkarmak. 2. Maddelerin uzaysal yapısının türe bağımlılığını, bu maddeleri oluşturan kimyasal elementlerin atomlarının elektronik yörüngelerinin melezleşmesini gösterin.

Ders aşamaları: 1. Öğrencilerin “Karbon atomu yörüngelerinin hibritlenmesi” konusundaki bilgilerinin güncellenmesi: - hibritleşmenin tanımı; - metan, etilen, asetilen molekülleri örneğini kullanan hibridizasyon türleri. 2. Dersin amacının belirlenmesi ve uygulanması, melezleşmenin yalnızca organik maddelere değil, organik maddelere de uygulanabilen evrensel bir kavram olduğunun kanıtıdır. 3. Ödev.

Kovalent bağın özellikleri: Doygunluk (atomların değerlik yetenekleriyle belirlenir), Yönlülük (elektron bulutlarının üst üste bindiklerinde uzayda hangi şekle ve hangi yöne sahip olduklarına bağlı olarak moleküllerin uzaysal yapısını belirler). Örnekler: S-p-sigma bağlarının oluşumu molekül H-F. Hidrojen atomunun S elektronu küreseldir ve flor atomunun eşleşmemiş p elektronu dambıl şeklindedir. Bu elektron bulutları, hidrojen ve flor atomlarının çekirdeklerini birbirine bağlayan bir çizgi boyunca üst üste binerek kovalent bir bağ oluşturur. Hidrojen florür molekülü doğrusal bir yapıya sahiptir:

İnorganik madde moleküllerinin geometrisi. SP 3 -karbon tetraklorür molekülü örneğini kullanarak merkezi atomun dış elektronlarının hibridizasyonu CCl 4 C* 2S 1 2P 3 bağ açısı Yapı - tetrahedron

Bir amonyak molekülü örneğini kullanarak SP3 hibridizasyonu. NH 3 N 2S 2 2P 3 Bağ açısı Dört yüzlünün tepe noktasında bağ yapmayan bir elektron çiftinin varlığı, molekülün geometrik yapısını bir üçgen piramite dönüştürür.

SP 2 - inorganik madde molekülleri örneğini kullanarak hibridizasyon: BCl 3 - bor klorür B* 2S 1 2P 2 geometrik konfigürasyon - düz üçgen SO 2 - kükürt dioksit S* 3S 2 3P 3 3D 1 açısal yapı, oluşumda yer alan elektronlar Bir pi bağının hibridizasyona tabi değildir.

Sonuçlar: Her hibridizasyon türü belirli bir şeye karşılık gelir geometrik şekil Molekülün katı iskeletini oluşturan sigma bağlarıyla tanımlanan molekül. Hibritleşme, kimyasal bağların oluşmasıyla telafi edilecek bir enerji harcaması (uyarma) gerektirir, dolayısıyla bağ oluştuğunda başka bir atomun yörüngeleriyle daha tam bir örtüşme olması gerekir. Yakın enerji seviyelerine karşılık gelen atomik yörüngeler hibridizasyona katılabilir: bir dış katmanın s ve p'si ve dış ve ön-dış katmanın d'si. Kararlı hibridizasyon kısa periyotlu atomlarda meydana gelir; Orbitallerin elektron yoğunluğu yüksek olmalıdır; çekirdekten uzaklaştıkça dağılırlar.

Bir atomun oluşumuyla ilgili gerçekleri açıklamak daha büyük sayı temel durumundaki eşleşmemiş elektronların sayısından (örneğin bir karbon atomu) daha fazla bağ varsa, benzer enerjilerin hibridizasyonu varsayımı kullanılır atomik yörüngeler. AO hibridizasyonu, eğer yörüngelerin daha verimli bir şekilde örtüşmesi sağlanırsa, kovalent bir bağın oluşumu sırasında meydana gelir. Bir karbon atomunun hibridizasyonuna, uyarılması ve 2s-'den 2 p-AO'ya elektron transferi eşlik eder:

Enerji farkı büyük olan AO'lar (örneğin 1s ve 2p) hibridizasyona girmez. Hibridizasyona katılan p-AO'ların sayısına bağlı olarak aşağıdaki hibridizasyon türleri mümkündür: karbon ve nitrojen atomları için - sp3, sp2 ve sp; oksijen atomu için - sp3, sp2; halojenler için - sp3.

Sp3-hibrit yörüngelerinin eksenleri düzenli bir tetrahedronun köşelerine doğru yönlendirilir. Aralarındaki tetrahedral açı 109°28" olup, bu en düşük elektron itme enerjisine karşılık gelir.

Sp2-Hibritleşme (düzlemsel-trigonal) Bir s- ve iki p-orbitalleri karıştırılır ve aynı düzlemde 120° açıyla konumlandırılan üç eşdeğer sp2-hibrit yörüngesi oluşur.Üç s-bağı oluşturabilirler. Üçüncü p-orbital melezleşmemiş olarak kalır ve hibrit yörüngelerin konum düzlemine dik olarak yönlendirilir. Bu p-AO, bir p-bağının oluşumunda rol oynar.

Bu ders O.S. Gabrielyan’ın programına göre kimya okuyan 11. sınıf fizik ve matematik öğrencileri için tasarlanmıştır. “Kimya” ders kitabına göre. 11. sınıf”, yazarlar O.S. Gabrielyan ve diğerleri. “Drofa” Yayınevi, 2006.”

Bu gelişmenin çok yönlülüğü, genel eğitim ve uzmanlık sınıflarında diğer yazarların programlarına göre çalışan öğretmenler tarafından başarıyla kullanılabilmesinde yatmaktadır.

Sunulan çalışma şunları içermektedir: 11. sınıf kimya dersinin uygulamalarla birlikte teknolojik haritası ve elektronik sunum. Çalışmanın özgünlüğü, sunumdaki etkileşimli ekler, internetteki bilgilerin kullanımı ve aynı zamanda ders sırasında internetten bağımsızlık ile belirlenir. Çeşitli kaynaklardan alınan resimler, bunların kombinasyonu ve sunum yöntemi, derste disiplinler arası bağlantıların tam olarak uygulanmasına, bilimsel bir dünya görüşü oluşturulmasına, öğrencilerde güzellik sevgisinin geliştirilmesine olanak sağlar.

Geliştirme bir öğretim yardımı olarak kullanılabilir. Kimya öğretimine yeni başlayan kimya öğretmenlerinin yanı sıra bilişim teknolojisini tanıtan öğretmenlere yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

Dersin Hedefleri:

1. Organik, karmaşık inorganik maddeler ve karbonun allotropik modifikasyonları için hibridizasyon sürecinin evrensel doğasını ortaya çıkarın.
2. Molekül geometrisinin elektronik yörüngelerin hibridizasyon tipine ve maddelerin özelliklerinin molekül geometrisine bağımlılığını gösterin.
3. Öğrencilerin dikkatini doğanın temel yasalarının ve moleküllerin yapısal özelliklerinin dünyadaki mevcut düzen ve güzellik üzerindeki etkisine çekin.

Ekipman: PC, multimedya projektörü, ekran, elektronik sunum. Metan, pentan, grafit, elmas, etilen, asetilen moleküllerinin top ve çubuk modelleri, balonlardan yapılan molekül modelleri, tetrahedronun ve üçgen piramidin geometrik modelleri. Gösteri tablosu “Karbonun allotropik modifikasyonları”, molekülleri ve kristalleri gösteren fotoğraflar, öğrenci raporları, L. Pauling'in portresi.

Ders planı

I. Elektron yörüngelerinin hibridizasyonunun özü, mekanizması.

II. Sorunun geçmişinden. Pauling L., yirminci yüzyılın büyük bir kimyageridir, moleküllerin yapılarının incelenmesi ve tanımlanmasındaki başarıları.

III. Organik ve inorganik madde moleküllerinin geometrisi aşağıdakilerle belirlenir:

1. sp 3 __ hibridizasyon;
2. sp 2 __ hibridizasyon;
3. sp – hibridizasyon.

Ders ödevi: Karbon atomunun elektronik yörüngelerinin hibridizasyonunu, kimyasal bağların özelliklerini tekrarlayın. 1 öğrenci “L. Pauling'in Hayatı ve Çalışması” adlı elektronik sunumu hazırlıyor.

Pano tasarımı

I. Organizasyon anı. 1 numaralı slayt.

II. Ödev üzerine konuşma (6 dk). 2 numaralı slayt, tahtadaki maddelerin formülleri.

1. Geçen derste kovalent bağların hangi özelliklerini inceledik? (uzunluk, E, kuvvet, doygunluk)
2. Bağ uzunluğu nedir ve neye bağlıdır? (atom büyüklüğüne ve bağ çokluğuna bağlı olarak)
3. Bağlanma enerjisi nedir ve neye bağlıdır? (bir bağı kırmak için gereken enerji miktarı; bağ gücüne bağlıdır)
4. Bağ gücü nedir ve neye bağlıdır? (ne tür bir bağlantıya bağlı olarak - ?, veya? ve hangi bulutların örtüştüğüne - hibrit veya hibrit olmayan)
5. Kovalent bağın özellikleri arasında nasıl bir ilişki vardır? (uzunluk ne kadar uzun olursa, güç ve enerji o kadar az olur)
6. Hidrojen halojenür moleküllerindeki bağ uzunluğu nasıl değişir (tahtaya bakın - 1. sütun) ve neden? (atomun boyutu arttığı için artar)
7. Verilen bağlantılardan hangisi (kart üzerinde) en güçlüsüdür? (HF)
8. Hidrojen halojenürler suda çözündüğünde asitler oluşur. Bu asitlerden hangisi en güçlü olacak ve neden? (HJ, çünkü asitlik, HJ'deki en zayıf bağlantı olan H +'yı verme yeteneğidir)
9. Hangi asit en zayıf olacak? (HF – hidroflorik asit, camı çözer)
   Öğretmen: Bir maddenin özellikleri onları oluşturan atomların büyüklüğüne bağlıdır.
10. Hidrokarbon serisindeki bağ kuvveti nasıl değişir (tahtaya bakınız - 2. sütun) ve bu neye bağlıdır? (yukarıdan aşağıya doğru çokluk arttıkça ve uzunluk azaldıkça bağ mukavemeti artar)
11. Bu, bu maddelerin özelliklerini nasıl etkiler? (yalnızca a-bağlarına sahip alkanlar ikame reaksiyonları ile karakterize edilir, a-bağları olan alkenler ilave reaksiyonları ile karakterize edilir ve alkinler için, ilave reaksiyonları ve üçlü bağdaki hidrojen atomlarının ikame reaksiyonları tipiktir)
12. Basit maddelerin molekülleri örneğini kullanarak klor, oksijen, nitrojen (tahtadaki 3. sütuna bakın), moleküllerinin yapısının özelliklerini nasıl etkilediğini açıklayın. (klor serbest formda oluşmaz - tek bağ, havadaki oksijen %21 - çift bağ, havadaki nitrojen %78, inert madde - üçlü bağ)
    Öğretmen: Organik ve inorganik maddelerin özellikleri bağların çokluğuna bağlıdır.
13. Bağların doygunluğu maddelerin özelliklerini nasıl etkiler (tahtaya bakın - 4. sütun) (metanın doymamış bağları yoktur, amonyak ve suyun doymamış bağları vardır, bu nedenle dipollerdir).
    Öğretmen b: Maddelerin özellikleri kovalent bağın özelliklerine bağlıdır.

II. Yeni bir konu öğrenmek

IV. Ödev: §7, not defterlerine notlar, teste hazırlanın (bkz.