化學(xué)選修ⅲ人教新課標(biāo)2.2分子的立體結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu)一、教學(xué)設(shè)計(jì)    本節(jié)以三原子、四原子和五原子分子的立體結(jié)構(gòu)模型為例，介紹典型分子的立體結(jié)構(gòu)；然后從價層電子對互斥模型和雜化軌道理論解釋分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性，并根據(jù)上述理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型；最后，介紹配合物的概念、成鍵的條件和表示方法。    教學(xué)重點(diǎn)：1. 分子的立體結(jié)構(gòu)；2. 價層電子對互斥模型、雜化軌道理論和配位鍵。    教學(xué)難點(diǎn)：1. 分子的立體結(jié)構(gòu)；2. 價層電子對互斥模型、雜化軌道理論。具體教學(xué)建議： 1. 從H、C

2、、N、O的原子結(jié)構(gòu)，依據(jù)共價鍵的飽和性和方向性，用電子式、結(jié)構(gòu)式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子結(jié)構(gòu)，為學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容做好知識準(zhǔn)備。由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球棍模型（或比例模型），對照其電子式采取對比的方法，引導(dǎo)學(xué)生對中心原子的共用電子對和未成鍵電子對與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行分類，并用下表形式進(jìn)行歸納。    經(jīng)分析、比較可知，由于中心原子的孤對電子對占有一定的空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)建立價層電子對互斥模型理論。進(jìn)而應(yīng)用該理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型，認(rèn)識多原子分子的立體結(jié)構(gòu)。 

3、   2. 介紹雜化軌道理論時，可以從甲烷分子中碳原子的價電子構(gòu)型2s22p2及3個2p軌道相互垂直，對照甲烷分子正四面體結(jié)構(gòu)，引出問題如何解釋甲烷正四面體空間結(jié)構(gòu)？    由于甲烷分子中的4個CH鍵是等同的，鍵角皆為109°28，由此推出：碳原子具有與4個氫原子電子云重疊的完全相同的4個軌道，進(jìn)而引入sp3雜化軌道雜化軌道理論。除sp3雜化軌道外，還有sp2雜化軌道和sp雜化軌道。    結(jié)合價層電子對互斥模型理論，下表列舉了一些多原子分子中心原子的雜化軌道類型。 

4、;  *雜化軌道數(shù)：中心原子的孤對電子對數(shù)與相連的其他原子個數(shù)之和。     3.  介紹配合物理論時，通過觀察CuSO4、CuCl2·2H2O、CuBr2等固體及其水溶液顏色的實(shí)驗(yàn)，分析得知天藍(lán)色的物質(zhì)四水合銅離子，探究其結(jié)構(gòu)，由孤對電子對和空軌道形成的配位鍵，引出配位鍵和配合物的概念。再通過形成Cu(NH3) 42+和Fe(SCN)2+的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步介紹一些簡單配合物及其成鍵情況。教學(xué)方案參考【方案】模型探究學(xué)習(xí)分子空間結(jié)構(gòu)    創(chuàng)設(shè)問題情景：展示CO2、H2

5、O、NH3、CH2O、CH4等分子的球棍模型（或比例模型），提出問題：（1）什么是分子的空間結(jié)構(gòu)？（2）同樣三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，為什么它們的空間結(jié)構(gòu)不同？    討論交流：從H、C、N、O的原子結(jié)構(gòu)（寫出電子式），依據(jù)共價鍵的飽和性和方向性，討論H、C、N、O的原子分別可形成1、4、3、2個共價鍵，并用電子式、結(jié)構(gòu)式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子結(jié)構(gòu)。    模型探究：由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球棍模型（或比例模型），對照其電子式，運(yùn)用分類、對

6、比的方法，分析結(jié)構(gòu)不同的原因。引導(dǎo)學(xué)生得出由于中心原子的孤對電子對占有一定的空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)引出價層電子對互斥模型理論。進(jìn)一步用表格形式進(jìn)行分類、歸納（參見具體教學(xué)建議1中的表格）。應(yīng)用反饋：應(yīng)用該理論判斷下表中分子或離子的構(gòu)型，進(jìn)一步認(rèn)識多原子分子的立體結(jié)構(gòu)。 【方案】問題探究學(xué)習(xí)雜化軌道理論    提出問題：課前提出要解決的問題，由學(xué)生自學(xué)并制定活動方案。（1）甲烷分子中碳原子的價電子構(gòu)型為2s22p2，而碳原子的3個2p軌道相互垂直，對照甲烷分子正四面體結(jié)構(gòu)，為什么甲烷分子中的4個CH鍵是等同的，鍵角

7、皆為109°28？（2）氨分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，鍵角為107°18，結(jié)合氫離子形成銨根離子后的空間結(jié)構(gòu)卻是正四面體，為什么銨根離子中的4個NH鍵是等同的，鍵角皆為109°28？    閱讀與思考：（1）閱讀教科書相關(guān)內(nèi)容及一些相關(guān)的課外資料，理解及解決上述相關(guān)問題，并把發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來供課堂討論；（2）結(jié)合價層電子對互斥模型理論，分析CH4、NH3及NH+4等分子或離子成鍵情況，歸納總結(jié)出軌道雜化理論。    討論交流：應(yīng)用軌道雜化理論，探究下表中分子的立體結(jié)構(gòu)。 &#

8、160;   總結(jié)評價：引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納、總結(jié)多原子分子立體結(jié)構(gòu)的判斷規(guī)律，完成下表。 【方案】實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)配合物理論     實(shí)驗(yàn)探究：通過實(shí)驗(yàn)2-1引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。      歸納總結(jié)：由NaCl、K2SO4、KBr的水溶液呈無色，得知Na+、K+、Cl-、Br-、SO42-等離子為無色。而CuSO4、CuCl2·2H2O、CuBr2水溶液呈天藍(lán)色，進(jìn)而分析水分子和銅離子的結(jié)構(gòu)，得出水合銅離子的結(jié)構(gòu)Cu(H2O)

9、42+，引出配位鍵、配位化合物的概念。可歸納配位鍵形成的條件：“電子對給予體”含有孤對電子對和“接受體”含有空軌道。    進(jìn)一步探究：除水外是否還有其他電子給予體？結(jié)合實(shí)驗(yàn)22、實(shí)驗(yàn)23引出氨分子、硫氰酸根離子并說明過渡金屬離子對多種配位體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，因此過渡金屬配合物比主族金屬配合物多。    由Cu(H2O)42+到Cu(NH3)42+，可以探討配位鍵強(qiáng)度的大小及絡(luò)合物的穩(wěn)定性?？稍黾釉贑u(NH3)42+溶液中滴加酸液實(shí)驗(yàn)，觀察溶液的顏色變化。這是由于Cu(NH3)42+的配位鍵被破壞，氨分子與氫離子

10、結(jié)合。歸納小結(jié)：結(jié)合探究過程引導(dǎo)學(xué)生書寫相關(guān)的化學(xué)方程式（或離子方程式），并用結(jié)構(gòu)式表示相關(guān)的配離子。如：Cu(OH)2+4NH3 = Cu(NH3)42+2OH-Fe3+SCN- = Fe(SCN)2+用結(jié)構(gòu)式表示Cu(H2O) 42+和Cu(NH3)42+：   二、活動建議【實(shí)驗(yàn)2-1】分別取少量固體（約0.1 g）置于3 mL的蒸餾水中，振蕩使其溶解，溶液的顏色見教學(xué)方案參考【方案】?！緦?shí)驗(yàn)2-2】1. 取1 mL 5 % CuSO4溶液，滴加稀氨水，首先形成難溶的沉淀物；繼續(xù)滴加氨水，難溶物溶解，得到深藍(lán)色溶液。2. 向上述溶液中，加入2 mL無水乙醇，

11、析出深藍(lán)色的晶體?！緦?shí)驗(yàn)2-3】三價鐵離子（Fe3+）與硫氰酸根離子（SCN-）反應(yīng)，生成了血紅色的配離子Fe（SCN）2+，可用檢驗(yàn)Fe3+的存在。Fe3+SCN- = Fe(SCN)2+【科學(xué)探究】2. 3. HCN中的C為sp雜化；CH2O中的C為sp2雜化。4. HCN分子中有2個鍵和2個鍵，即CH和CN之間各有1個鍵，另外，CN之間還有2個鍵；甲醛分子中CH之間有2個鍵，CO之間有1個鍵和1個鍵?！緦?shí)踐活動】1. 由教師從網(wǎng)站 8.0 Freeware程序，并由教師安裝后幫助學(xué)生打開該程序的“Chemsketch Window”和“ACD/3D”兩個界面，然后根據(jù)教科書上的操作步驟就可以制作分子的立體結(jié)構(gòu)模型。2. （略）三、問題交流【思考與交流】根據(jù)各分子或離子的電子式和結(jié)構(gòu)式，分析中心原子的孤對電子對數(shù)，依據(jù)中心原子連接的原子數(shù)和孤對電子對數(shù)，確定VSEPR模型如下表。 注：陰影小球?yàn)楣聦﹄娮訉?。四、?xí)題參考答案1.  2. 在乙炔分子中，2個碳原子各以1個sp雜化軌道與氫原子形成1個碳?xì)滏I，同時又各以其另1個sp雜化軌道形成1個碳碳鍵，除此之外，每個碳原子通過2個未參加雜化的p軌道（相互垂直）形成了2個鍵，因此，乙炔的三鍵中有1個鍵和2個鍵。3.  甲醛分子的立體結(jié)構(gòu)： 碳原子采取sp