Урок химии по теме Гибридизация электронных орбиталей и геометрия молекул

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:

  • 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:

    1. sp3 __ гибридизацией;
    2. sp2 __ 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

    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.

  • 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)
    Учитель: 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).
    Учитель: 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:
    1. sp3 __ гибридизацией;
    2. sp2 __ гибридизацией;
    3. 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

    :

    1. Габриелян О.С. и др. Настольная книга учителя.
      Химия. 11 класс: В 2 ч. – М.: Дрофа, 2003.
    2. Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии и
      биологии. – М.: Просвещение, 1986.
    3. http://www.chemistry.ssu.samara.ru/
    4. CD “Виртуальная школа Кирилла и Мефодия” Уроки
      биологии. Животные.
    5. CD “Виртуальная школа Кирилла и Мефодия” Уроки
      биологии. Общая биология.
    6. CD “Виртуальная школа Кирилла и Мефодия” Уроки
      химии. 10-11 классы.

    Приложение 1

    Приложение 2

    Приложение 3

    Приложение 4

    Следующий: