高中化学-典型分子的空间构型教学设计学情分析教材分析课后反思

3第二节共价键与分子的立体结构（第1课时）【教学目标】1、理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；2、学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型3、充分挖掘伟人精神，注重学习中所蕴含的自然规律和人文精神，培养学生科学素养和正确的价值观。【教学重、难点】理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型【教学方法】采用图表、比较、小组合作交流讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【课题引入】2017年寒假中央一台的诗词大会引起全民热议，中国的诗词蕴意深刻，意境优美，让我们领略了中国文化的博大精深。又到春暖花开时，我们一起去看远方和诗。先让我们来欣赏一首出自元初的中国书画大家赵孟頫的妻子管道升的词，其中一句我泥中有你，你泥中有我。形象地表达了夫妻生死相依，不可分离的深厚情感。其实，除了夫妻关系，这世间也还有其他的一些事物之间，同样也水乳交融，相依相生，共同发展。比如氧，价电子层有两个单电子，可以与氢原子形成两个共价键，生成水分子。但是碳原子的最外层只有2p2两个单电子，但在甲烷的分子中有四个共价键，很明显不符合共价键的饱和性原则，如何来解释这个问题呢？鲍林提出了杂化轨道理论。单电子不够可以激发，一对电子可以拆成两个单电子，这样碳原子的价电子层有四个单电子，但这四个的轨道是一个2s和3个2p，这几个轨道放在一起，离甲烷的正四面体结构有些远，我们必须改造现有的轨道，把sp轨道进行杂化，使s中有p，p中有s。今天我们就顺着鲍林的探究之路走一遍，体会你中有我，我中有你的意境。【板书】一、一些典型分子的空间构型（一）甲烷分子的形成及立体构型学生讨论【合作探究一】通过分析甲烷分子的正四面体构型的形成过程，小组讨论下列问题，并请小组代表发表看法。(1)通过观察示意图描述碳原子杂化的过程，所有s轨道和p都参与杂化了吗？以及杂化前后轨道能量的大小比较。(2)通过观察轨道杂化后数目、形状上是否发生变化？如何理解sp3杂化？杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体？.→(3)观察上图你能用语言描述一下甲烷的空间构型的形成过程吗？(4)轨道为什么要杂化？轨道杂化的结果是什么？学生回答总结【总结一】1、杂化轨道理论：杂化：杂化轨道：轨道杂化的结果：2、sp3杂化的要点杂化类型参与杂化的原子轨道杂化后的轨道和数目杂化轨道夹角共价键的类型和数目学生讨论完成【合作探究二】已知BF3的空间构型为平面正三角形，BeCl2的空间构型为直线型，请根据杂化轨道理论试解释其构型成因。（1）请写出B原子和Be原子价电子排布式，分析BF3和BeCl2分子中B与F原子、Be与Cl原子成键时,B原子和Be原子如何满足成键要求？（2）B原子和Be原子用了哪几个轨道进行杂化成键？学生总结【总结二】sp型杂化总结杂化类型sp1sp2sp3参与杂化的轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化后的轨道及数目杂化轨道间夹角空间构型代表物【过渡】我们已经知道基本的杂化方式，已知杂化方式和分子空间构型是对应的，那么我们用这个理论分析一下常见的乙烯和乙炔。学生讨论【学以致用】通过分析乙烯、乙炔分子的形成过程，小组讨论下列问题，并请小组代表发表看法。1、写出乙烯、乙炔的结构式、空间构型，并标出键角。2、用杂化轨道理论分析乙烯、乙炔分子中碳原子的杂化类型，描述各个键的形成过程及键的类型。学生根据利用模型分析杂化以及成键情况。课堂小结：今天我们重新站在鲍林的角度再一次理顺了杂化轨道理论，用杂化轨道理论解决部分科学难题，体会鲍林成功的成功。科学探索的过程是艰辛的，但只要我们抱着好奇和不服输的信念，就一定会成功。【板书设计】一、一些典型分子的立体结构甲烷分子的形成及立体构型1.杂化原子轨道2.常见的sp杂化过程（1）sp3杂化1s+3p4个sp3杂化轨道正四面体109.5（2）sp2杂化1s+2p3个sp2杂化轨道平面正三角形120（3）sp1杂化1s+1p2个sp1杂化轨道直线180典型分子的空间构型学情分析分子的许多性质与化学反应都与分子的立体构型有关，故本节课是学生在学习了《共价键模型》一节的基础上为进一步解释分子的立体构型而学习的发展的价键理论—杂化轨道理论,并以此理论为基础认识几种常见分子的立体构型。本节课的功能价值定位是将更加有利于学生正确认识分子构型,进一步体会物质结构决定性质这一内在关系。分子的许多性质及化学反应都与分子的空间构型有关，但利用共价键的方向性和饱和性并不能解释大部分多原子分子的空间构型。本节知识属于化学理论教学和已有知识关联度较少，本节课教材案例编写按照由简单到复杂的思路，从对甲烷的空间构型的分析入手到对乙烯、乙炔分子和苯分子空间构型的分析，逐渐实现单个中心杂化——两个中心杂化——多个中心杂化的阶梯式递进，使学生深刻的认识分子的空间构型，全面了解共价键与分子空间构型的关系，以及分子的空间构型与分子对称性和其他性质的关系。学生的空间想象思维略弱，相关知识的准确度不够，在教学中需要细致把握。典型分子的空间构型效果分析课堂从诗词开始，优美的诗词激发了学生学习的积极性。阅读鲍林简介：《以巨人为目标，向伟大靠拢》，体会伟人的价值观并相互交流，从鲍林探索物质空间构型的史实中体会科学探究的过程和方法，培养学生科学素养和正确的价值观。整节课主要采用了典型的“启发讲授式”的教学，学生在教师的启发下进行思考，并且在教师的启发下进行知识的总结。启发式的教学使学生实现了自我认知、自行理解，知识呼之欲出，知识点自然而然得以掌握。在实际的教学过程中，启发问题适当，学生配合积极，学生在问题的指引下积极思考问题，取得了较好的教学效果。课堂采取问题组的形式逐步推进，从简单分子甲烷（CH4）入手，通学习甲烷分子成键情况和分子空间构型的学习，形成杂化轨道理论的基本思想，通过BeCl2和BF3认识sp型的其他杂化形式，再运用杂化轨道理论剖析乙烯和乙炔的成键情况和分子的空间构型。介绍了甲烷、乙烯和乙炔的成键情况和空间构型后，又以氨分子为例，引出不等性杂化的问题，是学生的认识扩展到杂化轨道理论的特殊情况。积极主动地探求远大于消极被动的接受；好奇和不服输是不竭的动力。整节课按照学生的认知规律，由浅入深、由易入难，自我感觉比较流畅，学生接受的也比较理想。典型分子的空间构型教材分析本节课位于鲁科版化学选修三第二章《化学键与分子间作用力》的第二节《共价键与分子的空间构型》的第一节课。因为分子的许多性质与化学反应都与分子的立体构型有关，故本节课是学生在学习了《共价键模型》一节的基础上为进一步解释分子的立体构型而学习的价键理论—杂化轨道理论,并以此理论为基础认识几种常见分子的立体构型。本节课的功能价值定位是将更加有利于学生正确认识分子构型,进一步体会物质结构决定性质这一内在关系。分子的许多性质及化学反应都与分子的空间构型有关，但利用共价键的方向性和饱和性并不能解释大部分多原子分子的空间构型。例如碳价电子层只有两个单电子，但甲烷中碳形成四个共价键，如果H2O和NH3分子中的O-H和N-H键分别由氢原子的1s轨道与氧原子和氮原子中单电子占据的2p轨道重叠形成的，H-O-H和H-N-H键角应为90°，而事实上这两种分子中共价键的键角都大于90°。为了进一步解释分子空间构型的原因，教材在“共价键”一节的基础上，引入了鲍林的杂化轨道理论。该理论较好的解释了简单分子空间构型的成因。本节课教材对“杂化轨道理论”的编写按照由个别到一般、再从一般到个别的思路，即从简单分子甲烷（CH4）入手，通过对甲烷分子成键情况和分子空间构型的学习，形成杂化轨道理论的基本思想，通过BeCl2和BF3认识sp型的其他杂化形式，再运用杂化轨道理论剖析乙烯和乙炔的成键情况和分子的空间构型。介绍了甲烷、乙烯和乙炔的成键情况和空间构型后，又以氨分子为例，引出不等性杂化的问题，是学生的认识扩展到杂化轨道理论的特殊情况。本节课教材案例编写按照由简单到复杂的思路，从对甲烷的空间构型的分析入手到对乙烯、乙炔分子和苯分子空间构型的分析，逐渐实现单个中心杂化——两个中心杂化——多个中心杂化的阶梯式递进，使学生深刻的认识分子的空间构型，全面了解共价键与分子空间构型的关系，以及分子的空间构型与分子对称性和其他性质的关系。通过探究杂化轨道理论，培养学生的空间想象能力；合作交流的能力；学生自己动手制作分子模型，开阔他们的视野，激发他们的学习兴趣，并提高他们对分子构型的的感性认识。教材通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程，从而实现三维目标的培养。阅读鲍林简介：《以巨人为目标，向伟大靠拢》，体会伟人的价值观并相互交流，从鲍林探索物质空间构型的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣，培养科学素养和正确的价值观。典型分子的空间构型观评记录1、课堂引入能激发学生的学习兴趣。课堂从诗词开始，一首情诗与化学能有什么关系呢？能引起学生的兴趣。通过鲍林的简介：《以巨人为目标，向伟大靠拢》，体会伟人的价值观并相互交流，从鲍林探索物质空间构型的史实中体会科学探究的过程和方法，培养学生科学素养和正确的价值观。2、整节课主要采用了典型的“启发讲授式”的教学，在实际的教学过程中，启发问题适当，学生配合积极，学生在问题的指引下积极思考问题，取得了较好的教学效果。启发式的教学使学生实现了自我认知、自行理解，知识呼之欲出，知识点自然而然得以掌握。3、学案设计合理，符合学生的认知，课堂采取问题组的形式逐步推进。从简单分子CH4、BeCl2和BF3入手，成杂化轨道理论的基本思想，认识sp型的杂化形式，再运用杂化轨道理论剖析乙烯和乙炔的成键情况和分子的空间构型。整节课按照学生的认知规律，由浅入深、由易入难，自我感觉比较流畅，学生接受的也比较理想。4、学生课堂活动积极，与老师互动多，体现了学生为主体，教师为主导的学习模式。5、时间安排不是很合理，有点前松后紧。典型分子的空间构型评测练习1、用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（）A.C原子的四个杂化轨道的能量一样B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据2、在乙烯（CH2=CH2）分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键3、有关乙炔(CH

三CH)分子中的化学键描述不正确的是（）

A．两个碳原子采用sp杂化方式

B．两个碳原子采用sp2杂化方式C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键

D．两个碳原子形成两个π键4、实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，由此可判断BeCl2属于（）A．由极性键形成的极性分子B．由极性键形成的非极性分子C．由非极性键形成的极性分子D．由非极性键形成的非极性分子5、下列物质中不含非极性共价键的是（）①Na2O2②CCl4③FeS2④NH4Cl⑤H—O—O—H⑥Ca（OH）2A．①②③④B．④⑤⑥C．②④⑥D．②③⑤6、下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（）A．H2OB．NH3C．C2H4D．CH47、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为()A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。8、下列分子中键角不是1200的是（）A．C2H4B．C6H6C．BF3D．NH39、苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是（）A．分子中不存在π键B．分子中存在6电子大π键，结构稳定C．分子是平面结构D．分子中只存在σ键10、下列分子或离子中，含有孤对电子的是（）A．H2OB．CH4C．SiH4D．NH4+11、试用杂化轨道理论分析为什么BF3的空间构型是平面三角形，而NF3是三角锥形的？12、2003年10月16日“神舟五号”飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想。运送飞船的火箭燃料除液态双氧水外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键。（1）该氮氢化合物的电子式为。（2）若该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，写出该反应的化学方程式。（3）NH3分子中的N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH3+HCl=NH4Cl。试写出上述氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式。典型分子的空间构型教学反思高中化学新课程以进一步提高学生的科学素养为宗旨，着眼于学生未来的发展,体现时代性、基础性和选择性；倡导“生活化教学”、“探究性教学”、“互动对话教学的理念；注重从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生的科学素养。本课时对“杂化轨道理论”的学习按照由个别到一般、再从一般到个别的思路，即从简单分子甲烷（CH4）入手，通学习甲烷分子成键情况和分子空间构型的学习，形成杂化轨道理论的基本思想，通过BeCl2和BF3认识sp型的其他杂化形式，再运用杂化轨道理论剖析乙烯和乙炔的成键情况和分子的空间构型。介绍了甲烷、乙烯和乙炔的成键情况和空间构型后，又以氨分子为例，引出不等性杂化的问题，是学生的认识扩展到杂化轨道理论的特殊情况。从特殊入手，体会杂化轨道理论的基本思想，然后总结规律，利用规律解释一般问题，以点带面的铺展知识体系，符合学生的认知规律。课堂从诗词开始，优美的诗词激发了学生学习的积极性。阅读鲍林简介：《以巨人为目标，向伟大靠拢》，体会伟人的价值观并相互交流，从鲍林探索物质空间构型的史实中体会科学探究的过程和方法，培养学生科学素养和正确的价值观。高二学生已经具备一定的合作探究