Đang tải... (xem toàn văn)
chuyên đề hóa 10 cánh diều, hóa học 10 cánh diều, chương trình thpt 2018, thpt 2018, lớp 10 , giáo án chuyên đề hóa 10 cánh diều 2018 , giáo án chuyên đề hóa 10 cánh diều 2018 , giáo án chuyên đề hóa 10 cánh diều 2018 ,
Ngày soạn: 20/11/2023 Ngày tháng năm 2023 Ký duyệt Ngày dạy: CHUYÊN ĐỀ 1: CƠ SỞ HÓA HỌC BÀI 1: LIÊN KẾT HĨA HỌC VÀ HÌNH HỌC PHÂN TỬ I MỤC TIÊU: Kiến thức, kĩ năng: Học xong này, HS đạt yêu cầu sau: Viết cơng thức Lewis, sử dụng mơ hình VSEPR để dự đốn dạng hình học số phân tử đơn giản Trình bày khái niệm lai hóa AO (sp, sp2, sp3), vận dụng giải thích liên kết số phân tử Năng lực - Năng lực chung: Năng lực tự chủ tự học tìm tịi khám phá Năng lực giao tiếp hợp tác trình bày, thảo luận làm việc nhóm Năng lực giải vấn đề sáng tạo thực hành, vận dụng - Năng lực riêng: Nhận thức hóa học: Viết công thức Lewis chất hay ion, từ viết cấu tạo cộng hưởng (nếu có) số chất hay ion; hiểu mơ hình VSEPR xác định hình học phân tử, ion Tìm hiểu giới tự nhiên góc độ hố học: Tìm tịi khám phá kiến thức thông qua vốn kiến thức học xử lí thơng tin, thảo luận rút kiến thức học xử lí thơng tin, thảo luận rút kiến thức Vận dụng kiến thức, kĩ học: Giải thích hình học phân tử chất xung quanh Phẩm chất - Có ý thức học tập, ý thức tìm tịi, khám phá sáng tạo, có ý thức làm việc nhóm, tơn trọng ý kiến thành viên hợp tác - Chăm tích cực xây dựng bài, có trách nhiệm, chủ động chiếm lĩnh kiến thức theo hướng dẫn GV II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Đối với GV: SGK, Tài liệu giảng dạy, giáo án, đồ dùng dạy học, bảng tuần hồn ngun tố hóa học, tranh ảnh lai hóa orbital nguyên tử Đối với HS: SGK, SBT, ghi, giấy nháp, đồ dùng học tập (bút, thước ), bảng nhóm, bút viết bảng nhóm, bảng tuần hồn ngun tố hóa học, tranh ảnh lai hóa orbital nguyên tử III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC A HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU) a) Mục tiêu: - Gợi tâm vào học b) Nội dung: HS đọc tình mở đầu, suy nghĩ trả lời câu hỏi c) Sản phẩm: HS trả lời câu hỏi mở đầu, bước đầu có hình dung d) Tổ chức thực hiện: Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV yêu cầu HS quan sát số hình ảnh: Theo em, dạng hình học sau hai phân tử carbon dioxide nước đúng? Yếu tố định hình học phân tử chất? Bước 2: Thực nhiệm vụ: HS quan sát ý lắng nghe, thảo luận nhóm đơi hồn thành u cầu Bước 3: Báo cáo, thảo luận: GV gọi số HS trả lời, HS khác nhận xét, bổ sung Bước 4: Kết luận, nhận định: GV đánh giá kết HS, sở dẫn dắt HS vào học B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI Hoạt động 1: Cơng thức Lewis a) Mục tiêu: - HS viết công thức Lewis b) Nội dung: HS đọc SGK, nghe giảng, thực nhiệm vụ giao, suy nghĩ trả lời câu hỏi, làm Luyện tập c) Sản phẩm: HS hình thành kiến thức học, viết công thức Lewis phân tử ion d) Tổ chức thực hiện: HĐ CỦA GV VÀ HS SẢN PHẨM DỰ KIẾN Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: I Công thức Lewis mơ hình VSEPR - GV cho HS trả lời câu hỏi 1: Công thức Lewis Những electron gọi là: Câu hỏi 1: a) Electron hóa trị a) Electron hóa trị electron có khả b) Electron chung tham gia vào việc hình thành liên kết hóa c) Electron hóa trị riêng học (thường electron lớp - GV giới thiệu cho HS công thức phân lớp sát lớp phân Lewis, HS trả lời câu hỏi 2: lớp chưa bão hịa) Viết công thức cấu tạo CO2 H2O b) Electron chung electron hóa trị - GV giới thiệu Ví dụ 1, cách biểu diễn tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học cơng thức Lewis CO2 H2O c) Electron hóa trị riêng electron hóa - GV hỏi thêm: trị khơng tham gia vào việc hình thành + Trình bày khác cơng thức liên kết hóa học electron công thức Lewis Công thức Lewis: (Sự khác nhau: cơng thức Lewis Cơng thức Lewis công thức biểu diễn cấu tạo cặp electrong dùng chung công thức phân tử qua liên kết electron hóa trị electron thay gạch nối) riêng - GV cho HS bước để viết Câu hỏi 2: công thức Lewis, hướng dẫn HS viết công thức CO2 Công thức cấu tạo CO2: - GV đặt câu hỏi: Công thức cấu tạo H2O: + Nêu lại electron hóa trị nguyên tử theo nhóm A? (Với nguyên tố nhóm A, số electron hóa trị nguyên tử số thứ tự nhóm) + Giải thích cách tính tổng số electron hóa trị CO2? (C thuộc nhóm IVA có electron hóa trị, O thuộc nhóm VIA có electron hóa trị) + GV hướng dẫn HS thực Bước Ví dụ - GV ý: Các nguyên tử nguyên tố thuộc chu kì khơng thể có nhiều electron lớp ngồi hình thành liên kết lớp ngồi có orbital 2s, 2px, 2py 2pz - HS đọc Ví dụ trình bày bước xác định cơng thức Lewis biết công thức phân tử NH3 - HS thực Luyện tập 1: Viết công thức Lewis CH4, BF3, SO3 F2O - GV ý HS có phân tử khơng phù hợp với phương pháp xác định Lewis + Một phân tử có viết nhiều cơng thức Lewis, ví dụ SO2 Bước 2: Thực nhiệm vụ: - HS theo dõi SGK, ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hồn thành u cầu, hoạt động cặp đơi, kiểm tra chéo đáp án - GV quan sát, hỗ trợ Bước 3: Báo cáo, thảo luận: - HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày - Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào Ví dụ (SGK -tr6) Cơng thức Lewis CO2 H2O là: Các bước để xác định cơng thức Lewis Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị phân tử hay ion cần biểu diễn Bước 2: Xác định nguyên tử trung tâm vẽ sơ đổ khung biểu diễn liên kết nguyên tử trung tâm với nguyên tử xung quanh qua liên kết đơn Nguyên tử trung tâm thường nguyên tử có độ âm điện nhỏ (ngoại trừ số trường hợp Cl2O, Br2O, H2O, NH3, CH4, …) Bước 3: Hoàn thiện octet cho nguyên tử có độ âm điện lớn (trừ hydrogen) sơ đồ Tính số electron hố trị chưa tham gia liên kết cách lấy tổng số electron trừ số electron tham gia tạo liên kết Nếu electron hoá trị cịn dư, đặt số electron hố trị dư ngun tử trung tâm Kiểm tra nguyên tử trung tâm đạt quy tắc octet chưa Nếu nguyên tử trung tâm chưa đạt quy tắc octet, chuyển sang Bước Bước 4: Chuyển cặp electron chưa liên kết nguyên tử xung quanh thành electron liên kết cho nguyên tử trung tâm thoả mãn quy tắc octet Ví dụ (SGK-tr7) Cơng thức Lewis CO2: Ví dụ (SGK-tr8) Luyện tập Công thức Lewis CH4: Công thức Lewis BF3: Công thức Lewis SO3: Công thức Lewis F2O: Lưu ý: Phương pháp xác định cộng thức Lewis nêu có ngoại lệ khơng phù hợp, chẳng hạn BeCl2: Hoạt động 2: Mô hình VSEPR a) Mục tiêu: - HS sử dụng mơ hình VSEPR để dự đốn dạng hình học số phân tử đơn giản b) Nội dung: HS đọc SGK để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu GV, ý nghe giảng, thực nhiệm vụ giao, thảo luận trả lời câu hỏi, làm Luyện tập 2, c) Sản phẩm: HS hình thành kiến thức học, dự đốn mơ hình số phân tử d) Tổ chức thực hiện: HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SẢN PHẨM DỰ KIẾN Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: Mơ hình VSEPR Câu hỏi 3: - HS trả lời câu hỏi Các điện tích dấu đẩy Các điện tích dấu đẩy hay Mơ hình VSEPR: hút nhau? - GV giới thiệu cho HS mơ hình VSEPR Mơ hình lực đẩy cặp electron vỏ hóa trị - VSEPR giúp ta dự đốn hình học Ví dụ: Nếu xung quanh ngun tử trung phân tử (đặc trưng cách xếp tâm A có đám mây electron hóa trị (kí ngun tử khơng gian) Mơ hình dựa hiệu E) vị trí A với đám mây E sở đám mây electron hóa trị có dạng thẳng mà khơng phải dạng góc nguyên tử trung tâm đẩy tới vị trí xa - GV lưu ý: Một đám mây electron hóa trị để lực đẩy chúng nhỏ Lưu ý: Một đám mây electron hóa trị liên kết (đơn, đôi, ba), Một cặp electron hóa trị riêng electron độc thân Bảng 1.1 Dạng hình học phân tử theo liên kết (đơn, đơi, ba), cặp electron hóa trị riêng electron độc thân - GV nhấn mạnh: Việc xác định hình học phân tử có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu hóa học, giúp ta có thêm hiểu biết khả phản ứng, độ bền, tính phân cực phân tử,… - HS giới thiệu Bảng 1.1 - GV cho HS tìm số ví dụ ứng với cơng thức VSEPR có cơng thức chung AE2, AE3, AE4 (Ví dụ: + AE2: BeCl2, CO2,… + AE3: BF3, SO3,… + AE4: CH4, ) - GV giới thiệu: mơ hình VSEPR cịn vận dụng cho hệ AE5 (dạng phân bố không gian: lưỡng tháp tam giác) AE6 (dạng phân bố khơng gian: bát diện) Cơng Dạng hình học Ví dụ thức VSEP R AX5 PCl5, AsF5,… Lưỡng tháp tam giác AX6 SF6, IF5O Bát diện - GV cho HS đọc Ví dụ 4, Ví dụ GV hướng dẫn HS làm theo bước: + Bước 1: Viết công thức Lewis + Bước 2: Xác định số đám mây electron hóa trị xung quanh nguyên tử trung tâm để xác định cơng thức VSEPR tương ứng Ví dụ 4: nguyên tử trung tâm C có liên VSEPR Luyện tập 2: Xung quanh nguyên tử trung tâm (kí hiệu A) có đám mây electron hóa trị (kí hiệu E), lực đẩy đám mây electron (cùng mang điện tích âm) nên đám mây phải có vị trí cho góc hóa trị lớn 120o Ba đám mây electron phân bổ mặt phẳng hướng ba đỉnh tam giác, phân tử có cầu trúc tam giác phẳng Ví dụ (SGK -tr10) Ví dụ (SGK -tr10) Luyện tập + Công thức Lewis CH4: + Nguyên tử trung tâm C có liên kết đơn xung quanh tương ứng với đám mây electron hóa trị Cơng thức VSEPR CH4 AE4 + Từ cơng thức VSEPR dự đốn dạng hình học CH4 là: tứ diện Được biểu diễn hình: kết đơi xung quanh nên có đám mây electron hóa trị, có cơng thức VSEPR AE2 Ví dụ 5: nguyên tử trung tâm N có liên kết đơn xung quanh cặp electron riêng nên có đám mây electron hóa trị, có cơng thức VSEPR AE4 + Bước 3: dự đốn dạng hình học phân tử tương ứng theo bảng cho - HS thực Luyện tập theo nhóm đơi Viết cơng thức Lewis, dự đốn dạng hình học phân tử CH4 - GV nhấn mạnh: công thức VSEPR giúp dự đốn dạng hình học phân tử khơng thể xác hồn tồn - GV cho HS số hình ảnh minh họa trực quan hơn: https://www.youtube.com/watch? v=nxebQZUVvTg (Từ 0:42 đến 18:00) Bước 2: Thực nhiệm vụ: - HS theo dõi SGK, ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành yêu cầu, hoạt động cặp đôi, kiểm tra chéo đáp án - GV: quan sát trợ giúp HS Bước 3: Báo cáo, thảo luận: - HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày - Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào Hoạt động 3: Sự lai hóa orbital a) Mục tiêu: - Trình bày khái niệm lai hóa AO (sp, sp2, sp3), vận dụng giải thích liên kết số phân tử b) Nội dung: HS đọc SGK, nghe giảng, thực nhiệm vụ giao, suy nghĩ trả lời câu hỏi, làm Luyện tập c) Sản phẩm: HS hình thành kiến thức học, giải thích liên kết số phân tử d) Tổ chức thực hiện: HĐ CỦA GV VÀ HS SẢN PHẨM DỰ KIẾN Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: II Sự lai hóa orbital nguyên tử - GV đặt vấn đề: Khi sử dụng xen phủ orbital nguyên tử tạo thành liên kết hóa học, khơng giải thích góc liên kết số trường hợp - GV dẫn dắt: lấy ví dụ CH4 + orbital lai hóa xen phủ với orbital 1s bốn nguyên tử H, tạo bốn liên kết σ (C−H), nên góc liên kết ^ HCH tứ diện (có nguyên tử C tâm) 109, 5o - Để giải thích sử dụng khái niệm lai hóa orbital - HS tìm hiểu SGK, trả lời: + Thế lai hóa orbital? + Điều kiện để AO nguyên tử có lai hóa với nhau? - GV lưu ý: + Các obital lai hố khơng tồn ngun tử độc lập Chúng hình thành phân tử có liên kết cộng hố trị - GV cho HS đặt câu hỏi: + Tìm hiểu nội dụng SGK, cho biết có dạng lai hóa đơn giản phổ biến nào? (Dạng lai hóa sp, sp2, sp3) - GV giới thiệu hình ảnh dạng lai hóa đơn giản - HS quan sát hình ảnh trả lời Câu hỏi - GV giới thiệu: lai hóa sp thuộc loại lai hóa thẳng, lai hóa sp2 thuộc loại lai hóa tam giác phẳng, lai hóa sp3 thuộc loại lai hóa tứ diện - Khi xét lai hóa quan tâm tới tổ hợp AO Các AO có khơng có electron - GV cho HS thảo luận nhóm 4, tìm hiểu dạng lai hóa sp, trả lời câu hỏi: +Thế lai hóa sp Các góc AO lai hóa bao nhiêu? Dạng hình học lai hóa (Dạng hình học lai hóa đường thẳng) + Giải thích lại hình thành liên kết phân tử BeH2 + Lai hóa sp thường xuất với Khái niệm - Một hệ gồm n AO (n = 2, 3, ) nguyên tử, tổ hợp với tạo hệ n orbital (orbital lai hóa) - Lai hóa orbital tổ hợp orbital nguyên tử để tạo orbital có dạng hình học lượng có định hướng khác khơng gian Sự lai hóa thường xét với nguyên tử trung tâm - Điều kiện để orbital nguyên tử (AO) lai hóa với chúng có lượng gần - Số AO lai hóa tổng số AO tham gia lai hóa Ví dụ: mơ hình mơ cấu trúc phân tử methane Các dạng lai hóa phổ biến Câu hỏi 4: AO lai hóa có định hướng khác với AO s AO p không gian Do AO lai hóa tổ hợp AO ngun tử để tạo AO có hình dạng, kích thước có định hướng khơng gian khác phù công thức VSEPR dạng nào? - HS thực Câu hỏi GV hướng dẫn HS: + Viết công thức Lewis phân tử + Xác định dạng hình học phân tử dựa vào mơ hình VSEPR + Từ cấu hình electron nguyên tử trung tâm để xác định lai hóa AO - GV cho HS tìm hiểu dạng lại hóa sp2 +Thế lai hóa sp2 Các góc AO lai hóa bao nhiêu? Dạng hình học lai hóa (Dạng hình học lai hóa tam giác) + Giải thích lại hình thành liên kết phân tử BF3 + Lai hóa sp2 thường xuất với công thức VSEPR dạng nào? - HS áp dụng làm Câu hỏi - Tương tự GV cho HS thảo luận để tìm hiểu lai hóa sp3, GV cung cấp số hình ảnh ví dụ + Ví dụ: NH3, trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm N sp3 - HS làm Luyện tập Trình bày hình thành lai hóa sp3 ngun tử C CH4 hình thành liên kết phân tử - GV hướng dẫn tổng quát: + Tổng số liên kết σ nguyên tử trung tâm A với nguyên tử xung quanh X + số cặp electron hóa trị A chưa liên kết (Cặp electron liên kết biểu diễn dấu gạch, electron chưa liên kết electron độc thân liên kết kép coi liên kết) + Nếu tổng số trạng thái lai hóa sp, trạng thái lai hóa sp2, trạng thái lai hóa sp3 - Ví dụ: Ngun tử C CO2 (O=C=O) có liên kết nên trạng thái lai hóa sp Nguyên tử N NO2 (O-N=O) có liên kết nên trạng thái lai hóa sp2 - GV ý cho HS: Các kiểu lai hóa định dạng hình học phân tử + Lai hoá sp: đường thẳng hợp với hình thành liên kết dạng hình học phân tử tương ứng b) Tìm hiểu số dạng lai hóa a) Lai hóa sp Lai hóa sp tổ hợp AO s với AO p hóa trị nguyên tử trung tâm để tạo thành AO lai hóa sp nằm đường thẳng hướng hai phía, đối xứng (góc 2AO lai hóa 18 0o ) Ví dụ 6: BeH2 Lưu ý: Phân tử tương ứng với cơng thức VSEPR AE2 ngun tử trung tâm A thường có dạng lai hóa sp Câu hỏi 5: + Công thức Lewis CO2 là: O=C=O Nguyên tử C CO2 có liên kết nên trạng thái lai hóa sp + Giải thích hình thành lai hóa: Từ cơng thức Lewis CO2, xác định phân tử có dạng đường thẳng theo mơ hình VSEPR Cấu hình electron C (Z = 6) 1s22s22p2 Để tạo liên kết với O, trước tiên có dịch chuyển electron từ 2s lên 2p tạo cấu hình electron trạng thái kích thích 1s22s12p3 Trong phân tử CO2, nguyên tử C phải có lai hóa sp AO (1 AO 2s AO 2p) để tạo AO lai hóa (AO sp) nằm đường thẳng AO lai hóa xen phủ trục với AO 2p chứa electron độc thân nguyên tử O tạo thành liên kết σ Hai AO 2p không lai hóa nguyên tử C có chứa electron độc thân xen phủ bên với 2AO 2p chứa electron độc thân lại nguyên tử O, tạo nên liên kết π b) Lai hóa sp2: Lai hóa sp2 tổ hợp AO s với AO p hóa trị nguyên tử trung tâm để tạo thành AO lai hóa sp2 nằm mặt phẳng, hướng từ tâm tới đỉnh tam giác (góc AO lai hóa 12 0o) + Lai hoá sp²: tam giác phẳng + Lai hố sp3: hình tứ diện (hoặc tháp tam giác) Bước 2: Thực nhiệm vụ: - HS theo dõi SGK, ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành yêu cầu, hoạt động cặp đôi, kiểm tra chéo đáp án Bước 3: Báo cáo, thảo luận: - HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày - Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào Lai hóa sp2 cịn gọi lai hóa tam giác Ví dụ 7: BF3 Lưu ý: Phân tử tương ứng với công thức VSEPR AE3 nguyên tử trung tâm A thường có dạng lai hóa sp2 Câu hỏi 6: Phân tử acetone có dạng tam giác phẳng theo mơ hình VSEPR Cấu hình electron C (Z = 6) 1s22s22p2 Cấu hình electron C (Z = 6) trạng thái kích thích 1s22s12p3 AO 2s tổ hợp với AO 2p tạo AO lai hóa sp2 AO lai hóa nguyên tử C hướng đỉnh tam giác c) Lai hóa sp3 Lai hóa sp3 tổ hợp AO s với AO p hóa trị nguyên tử trung tâm để tạo thành AO lai hóa sp3, hướng từ tâm tới đỉnh tứ diện (góc AO lai hóa 109, 5o) Ví dụ 7: CH4 Luyện tập 4: Cơng thức Lewis CH4: Từ công thức Lewis CH4 ta xác định phân tử có dạng tứ diện theo mơ hình VSEPR Cấu hình electron C (Z = 6) 1s22s22p2 Cấu hình electron C (Z = 6) trạng thái kích thích 1s22s12p3 AO 2s tổ hợp với AO 2p tạo AO lai hóa sp3 AO lai hóa sp3 nguyên tử C xen phủ với AO s nguyên tử H tạo thành liên kết σ hướng đỉnh tứ diện Bảng tổng kết: C HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP a) Mục tiêu: Học sinh củng cố lại kiến thức học b) Nội dung: HS vận dụng kiến thức học làm Bài 1, 2, 3, (SGK -tr14) c) Sản phẩm học tập: HS giải công thức Lewis, cấu trúc hình học số phân tử, lai hóa orbital nguyên tử d) Tổ chức thực hiện: Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV tổng hợp kiến thức cần ghi nhớ cho HS Công thức Công thức Lewis dùng biễu diễn liên kết hố học phân tử cộng hố trị Mơ hình VSEPR dùng biểu diễn dạng hình học phân tử sức đẩy khác cặp electron liên kết chưa liên kết Sự lai hoá AO dùng giải thích số tượng thực tế quan sát đo lường - GV tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm làm Bài 1, 2, 3, (SGK -tr14) Bước 2: Thực nhiệm vụ: HS quan sát ý lắng nghe, thảo luận nhóm, hồn thành tập GV u cầu - GV quan sát hỗ trợ Bước 3: Báo cáo, thảo luận: - Mỗi tập GV mời HS trình bày Các HS khác ý chữa bài, theo dõi nhận xét bảng Bước 4: Kết luận, nhận định: - GV nhận xét thái độ làm việc, phương án trả lời học sinh, ghi nhận tuyên dương Kết quả: Bài