蘇教版選修三《分子的空間構(gòu)型》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材與學(xué)情分析1.教材分析本節(jié)內(nèi)容選自高中化學(xué)蘇教版選修3專題四《分子空間構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)》的第一課時，授課內(nèi)容是分子的空間構(gòu)型——雜化軌道理論。雜化軌道理論位于共價鍵理論之后，對價鍵理論進(jìn)行了完善和豐富，很好地解釋了多原子分子的空間構(gòu)型，并且形象地解釋了原子之間的成鍵方法、有關(guān)物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性。還對后續(xù)配合物的學(xué)習(xí)奠定了空間想象基礎(chǔ)。因此雜化軌道理論在高中化學(xué)中起著承上啟下的作用。2.學(xué)情分析：知識基礎(chǔ)：已經(jīng)學(xué)習(xí)了原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，價鍵理論。能力基礎(chǔ):高二學(xué)生思維敏捷，好奇心強(qiáng)，動手能力強(qiáng)，但空間想象力弱，而且本節(jié)對學(xué)生空間想象力和抽象思維能力要求較高。因此我將難點(diǎn)拆分，將其轉(zhuǎn)化為問題拋給學(xué)生，再通過模型動畫演示和小組合作學(xué)習(xí)的形式突破教學(xué)重難點(diǎn)。可能遇到的障礙:如果對原子結(jié)構(gòu)理論掌握的不好，空間想象能力欠缺將會影響到對本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)二、教學(xué)目標(biāo)1.認(rèn)識共價分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性，能根據(jù)雜化軌道理論解釋分子的空間構(gòu)型。2.了解雜化軌道理論，能從微觀角度理解中心原子的雜化軌道類型對分子空間構(gòu)型的影響。3.通過對雜化軌道理論的學(xué)習(xí)，掌握中心原子雜化軌道類型的判斷方法，建立分子空間構(gòu)型分析的思維模型4.通過雜化軌道理論的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，投身科學(xué)追求真理的積極情感；提高學(xué)生對探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的興趣，感受物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的奇妙。三、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：雜化軌道理論的要點(diǎn)難點(diǎn)：對雜化軌道理論的理解；用雜化軌道理論來解釋分子的構(gòu)型四、教法學(xué)法教法：講授法，問題驅(qū)動式教學(xué)法，對比歸納法，多媒體輔助教學(xué)法學(xué)法：自主學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)五、教學(xué)流程[教師]為探究分子的立體構(gòu)型，發(fā)展了許多結(jié)構(gòu)理論，這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)一個非常重要的價鍵理論——雜化軌道理論。請同學(xué)們回憶甲烷分析中C原子有幾個共價鍵？分子的立體構(gòu)型是什么？[學(xué)生]四個共價鍵，正四面體結(jié)構(gòu)。[思考與交流]1.畫出碳原子和氫原子的價電子排布圖。矛盾1：碳原子只有兩個未成對電子，根據(jù)共價鍵的飽和性，為什么不形成CH2卻能形成CH4？C原子怎樣才能形成四個共價鍵？[學(xué)生]C原子2s軌道上的一個電子躍遷到2p能級上。[教師]矛盾2.雖然當(dāng)C的2s軌道中的其中一個電子躍遷到2p軌道上，貌似可以和4個H的1S軌道重疊形成CH4。但是此時4個軌道能量不完全相等，不可能得到正四面體結(jié)構(gòu)的甲烷分子，產(chǎn)生二級矛盾。[教師]值得注意的是價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)型，卻無法解釋許多深層次的問題。為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論。[板書]雜化軌道理論[投影]它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，卻得到4個相同的軌道，稱為sp3雜化軌道，表示這4個軌道是由1個s軌道和3個p軌道雜化形成的。為使軌道間的相互排斥力最小，雜化軌道在空間取最大夾角分布。所得到的立體結(jié)構(gòu)應(yīng)該是怎樣的？夾角是多少？[學(xué)生]正四面體，夾角109°28′。[教師]當(dāng)碳原子跟4個氫原子結(jié)合時，碳原子以4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的ls軌道重疊，形成4個C--Hσ鍵，因此呈正四面體的分子構(gòu)型。[學(xué)生]1、雜化的概念：在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的軌道，這個過程叫做軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫雜化軌道。[板書]1、雜化2、雜化過程[設(shè)問]在這個含義里有幾個關(guān)鍵字？[學(xué)生]中心原子、能量相近。[教師]發(fā)生軌道雜化的一定是中心原子，我們所說的價層電子對數(shù)也是中心原子上的電子對。由于ns和np能級接近，往往采用“sp”型雜化。[演示動畫展示模型]sp3雜化軌道形成過程[學(xué)生]總結(jié)學(xué)案上sp3雜化軌道特點(diǎn)。[板書]3、類型（1）sp3雜化正四面體形109°28′。[教師]還有哪些類型的雜化呢？得到的雜化軌道什么構(gòu)型呢？[學(xué)生]sp2雜化對應(yīng)平面三角形，sp雜化對應(yīng)直線形。[學(xué)生]用雜化軌道理論描述BF3分子形成過程[投影展示]以BF3中B原子sp2雜化軌道形成[學(xué)生]總結(jié)學(xué)案上sp2雜化軌道特點(diǎn)。[板書]（2）sp2雜化平面三角形120°。[應(yīng)用反饋]用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。CH2＝CH2[教師]提醒：畫出分子的結(jié)構(gòu)式，計(jì)算價層電子對數(shù)，判斷中心原子雜化軌道類型，思考如何形成π鍵？[展示][學(xué)生]展示sp2雜化模型并解釋C原子在形成乙烯分子時發(fā)生sp2雜化。每個C原子的2個sp2雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2個相同的σ鍵，各自剩余的1個sp2雜化軌道相互形成一個σ鍵。各自沒有雜化的1個2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成。[學(xué)生]sp雜化，用雜化軌道理論解釋BeCl2中分子形成過程。[投影展示][板書]（3）sp雜化直線形180°。[應(yīng)用反饋]用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。（2）CH≡CH[學(xué)生]C原子在形成乙炔分子時發(fā)生sp雜化。兩個碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個sp雜化軌道相互形成1個σ鍵，兩個碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。[展示][思考]雜化軌道數(shù)和我們前面所學(xué)習(xí)的價層電子對數(shù)有什么關(guān)系呢？[學(xué)生討論]得出結(jié)論：雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)[板書]4、雜化軌道與分子空間構(gòu)型[練習(xí)]代表物質(zhì)雜化軌道數(shù)雜化軌道類型VSEPR模型分子立體構(gòu)型CH4CO2CH2OSO2NH3H2O[學(xué)生]雜化軌道只能用于形成σ鍵或容納孤對電子，剩余的未雜化p軌道還可形成π鍵。中心原子的雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)（中心原子結(jié)合的電子數(shù)）+孤電子對數(shù)。[交流討論]1、鮑林為什么要提出雜化軌道理論？2、什么叫雜化？什么叫雜化軌道？3、為什么要雜化？4、任意不同的軌道都可以雜化嗎？5、軌道雜化有哪些主要類型？[學(xué)生]總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，教師補(bǔ)充。[課堂練習(xí)]1、請預(yù)測下列分子或離子的中心原子的雜化方式分子的空間幾何構(gòu)型：CO2____________CO32-____________PH3____________H2S____________2、BF3是平面三角形，而NF3卻是三角錐形，試用雜化理論加以說明。SP3正四面體正四面體3+1=4SP3SP3正四面體正四面體3+1=4SP3三角錐