化學選修ⅲ人教新課標2.2分子的立體結構教學設計

1、第二節(jié) 分子的立體結構一、教學設計    本節(jié)以三原子、四原子和五原子分子的立體結構模型為例，介紹典型分子的立體結構；然后從價層電子對互斥模型和雜化軌道理論解釋分子結構的多樣性和復雜性，并根據(jù)上述理論判斷簡單分子或離子的構型；最后，介紹配合物的概念、成鍵的條件和表示方法。    教學重點：1. 分子的立體結構；2. 價層電子對互斥模型、雜化軌道理論和配位鍵。    教學難點：1. 分子的立體結構；2. 價層電子對互斥模型、雜化軌道理論。具體教學建議： 1. 從H、C

2、、N、O的原子結構，依據(jù)共價鍵的飽和性和方向性，用電子式、結構式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子結構，為學習本節(jié)課的內(nèi)容做好知識準備。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，引導學生對中心原子的共用電子對和未成鍵電子對與空間結構的關系進行分類，并用下表形式進行歸納。    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構建立價層電子對互斥模型理論。進而應用該理論判斷簡單分子或離子的構型，認識多原子分子的立體結構。 

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型2s22p2及3個2p軌道相互垂直，對照甲烷分子正四面體結構，引出問題如何解釋甲烷正四面體空間結構？    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驗，分析得知天藍色的物質四水合銅離子，探究其結構，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+的實驗，進一步介紹一些簡單配合物及其成鍵情況。教學方案參考【方案】模型探究學習分子空間結構    創(chuàng)設問題情景：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構？（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構不同？    討論交流：從H、C、N、O的原子結構（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、結構式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子結構。    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，運用分類、對

6、比的方法，分析結構不同的原因。引導學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構引出價層電子對互斥模型理論。進一步用表格形式進行分類、歸納（參見具體教學建議1中的表格）。應用反饋：應用該理論判斷下表中分子或離子的構型，進一步認識多原子分子的立體結構。 【方案】問題探究學習雜化軌道理論    提出問題：課前提出要解決的問題，由學生自學并制定活動方案。（1）甲烷分子中碳原子的價電子構型為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構，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）氨分子的空間結構為三角錐形，鍵角為107°18，結合氫離子形成銨根離子后的空間結構卻是正四面體，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）閱讀教科書相關內(nèi)容及一些相關的課外資料，理解及解決上述相關問題，并把發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來供課堂討論；（2）結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，歸納總結出軌道雜化理論。    討論交流：應用軌道雜化理論，探究下表中分子的立體結構。 &#

8、160;   總結評價：引導學生分析、歸納、總結多原子分子立體結構的判斷規(guī)律，完成下表。 【方案】實驗探究學習配合物理論     實驗探究：通過實驗2-1引導學生觀察、分析、歸納實驗現(xiàn)象。      歸納總結：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水溶液呈天藍色，進而分析水分子和銅離子的結構，得出水合銅離子的結構Cu(H2O)

9、42+，引出配位鍵、配位化合物的概念?？蓺w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。    進一步探究：除水外是否還有其他電子給予體？結合實驗22、實驗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的結合力，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+，可以探討配位鍵強度的大小及絡合物的穩(wěn)定性?？稍黾釉贑u(NH3)42+溶液中滴加酸液實驗，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、結合。歸納小結：結合探究過程引導學生書寫相關的化學方程式（或離子方程式），并用結構式表示相關的配離子。如：Cu(OH)2+4NH3 = Cu(NH3)42+2OH-Fe3+SCN- = Fe(SCN)2+用結構式表示Cu(H2O) 42+和Cu(NH3)42+：   二、活動建議【實驗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，溶液的顏色見教學方案參考【方案】?！緦嶒?-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，得到深藍色溶液。2. 向上述溶液中，加入2 mL無水乙醇，

11、析出深藍色的晶體?！緦嶒?-3】三價鐵離子（Fe3+）與硫氰酸根離子（SCN-）反應，生成了血紅色的配離子Fe（SCN）2+，可用檢驗Fe3+的存在。Fe3+SCN- = Fe(SCN)2+【科學探究】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。【實踐活動】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構模型。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構式，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：陰影小球為孤對電子對。四、習題參考答案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個碳氫鍵，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.  甲醛分子的立體結構： 碳原子采取sp