王麗霞
【中圖分類號(hào)】G633.8
一 教材分析:在必修 2 已介紹共價(jià)鍵的知識(shí)基礎(chǔ)上,本節(jié)介紹了分子的立體結(jié)構(gòu), 并根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論對(duì)簡單共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性進(jìn)行了解釋。通過學(xué)習(xí),學(xué)生能在分子水平上,從分子結(jié)構(gòu)的視角認(rèn)識(shí)分子的性質(zhì),學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)能得到進(jìn)一步提高。
二 教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1、認(rèn)識(shí)共價(jià)分子的多樣性和復(fù)雜性
2、 使學(xué)生正確理解價(jià)層電子對(duì)互斥理論
3 、學(xué)會(huì)用VSEPR模型預(yù)測(cè)簡單分子或離子的立體結(jié)構(gòu)
過程與方法
1、通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、積極進(jìn)取的精神和嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)態(tài)度,用數(shù)學(xué)的思想解決化學(xué)問題的能力。
2、通過探究分子的立體構(gòu)型,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力,自學(xué)能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
切身感悟化學(xué)學(xué)科的奇妙,體驗(yàn)探究中的困惑、頓悟、喜悅。在質(zhì)疑、體會(huì)、反思中提升內(nèi)在素養(yǎng)。
三 學(xué)情分析 學(xué)生學(xué)過三唯立體空間,對(duì)分子構(gòu)型有一定認(rèn)識(shí)想像能力,對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解準(zhǔn)確度不高,還需進(jìn)一步培養(yǎng)提高。本節(jié)知識(shí)屬于化學(xué)理論教學(xué),需要掌握的是會(huì)寫分子的電子式,知識(shí)關(guān)聯(lián)度相比其它章節(jié)較少,基礎(chǔ)弱的同學(xué)學(xué)習(xí)難度不大。
四 重點(diǎn)難點(diǎn) 分子的立體構(gòu)型與價(jià)層電子對(duì)互斥理論
五 教學(xué)策略和手段 探究式教學(xué)法,模型構(gòu)造,學(xué)生自主學(xué)習(xí),多媒體。
六 課前準(zhǔn)備 復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)原子序數(shù)、電子數(shù) ,用電子式結(jié)構(gòu)式描述分子結(jié)構(gòu)
七 教學(xué)過程
課前復(fù)習(xí):電子式和價(jià)電子,并能寫出CO2、H2O、NH3、CH4電子式
講述:大多數(shù)分子由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的,于是就有分子中的原子空間關(guān)系問題,即分子的空間構(gòu)型。展示水分子,二氧化碳分子,氨氣分子的球棍模型,讓學(xué)生了解分子結(jié)構(gòu)的多樣性。 請(qǐng)大家閱讀課本35頁內(nèi)容熟悉常見分子的結(jié)構(gòu),小結(jié)相同原子構(gòu)成分子構(gòu)型特點(diǎn)。
由學(xué)生小結(jié),并板書
板書:一:形形色色的分子
1、三原子分子立體結(jié)構(gòu):有直線形CO2 、CS2等,V形如H2O、SO2等。
2、四原子分子立體結(jié)構(gòu):平面三角形:如甲醛(CH2O)分子等,三角錐形:如氨分子等。
3、五原子分子立體結(jié)構(gòu):正四面體形如甲烷、P4等。
提問:我們是如何知道分子的結(jié)構(gòu)的呢?請(qǐng)看科學(xué)視野
由學(xué)生閱讀后小結(jié)出:
[板書]4、測(cè)分子體結(jié)構(gòu):紅外光譜儀→吸收峰→分析。
提問:你們還能寫出這些分子的結(jié)構(gòu)式與電子式嗎?
學(xué)生活動(dòng):寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的結(jié)構(gòu)式和電子式
引導(dǎo)交流:你能否根據(jù)它們的電子式及結(jié)構(gòu)式,分析同樣是三原子分子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?
我們可以發(fā)現(xiàn),一類是中心原子上的價(jià)電子全部用于形成共價(jià)鍵,一類沒有完全形成共價(jià)鍵,導(dǎo)致分子的構(gòu)型不一樣。分子的空間構(gòu)型與成鍵原子的價(jià)電子有關(guān)。價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以用來預(yù)測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)。應(yīng)用這種理論模型,分子中的價(jià)電子對(duì)(包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)),由于相互排斥作用,而趨向盡可能彼此遠(yuǎn)離以減小斥力,分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。
板書:二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論
1、價(jià)層電子對(duì)互斥理論:對(duì)ABn型的分子或離子,中心原子A價(jià)層電子對(duì)(包括用于形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)和沒有成鍵的孤對(duì)電子)之間存在排斥力,將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對(duì)位置上,以使彼此之間斥力最小,分子體系能量最低
在此強(qiáng)調(diào)價(jià)層電子對(duì)包括用于形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)和沒有成鍵的孤對(duì)電子,孤對(duì)電子是指沒有成鍵的電子對(duì),并讓學(xué)生理解價(jià)層電子對(duì)理論內(nèi)容。
講述:那價(jià)層電子對(duì)之間的排斥力大小關(guān)系如何呢,我們來了解一下
價(jià)層電子對(duì)之間的排斥力大小關(guān)系[投影]
①、電子對(duì)之間的夾角越小,排斥力越大。
②、由于成鍵電子對(duì)受兩個(gè)原子核的吸引,所以電子云比較緊縮,而孤對(duì)電子只受到中心原子的吸引,電子云比較“肥大”,對(duì)鄰近電子對(duì)的斥力較大,所以電子對(duì)之間的斥力大小順序如下:孤電子對(duì)—孤電子對(duì)>孤電子對(duì)—成鍵電子>成鍵電子—成鍵電子
③、由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子數(shù)多,所以其斥力大小次序?yàn)槿I>雙鍵>單鍵
板書2、 價(jià)層電子對(duì)互斥模型
這種模型把分子分成以下兩大類:一類是中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵,如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子,在這類分子中,它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測(cè),概括如下:如果分子中沒有孤對(duì)電子時(shí),價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型,也就是VSEPR模型與分子構(gòu)型一致,由于價(jià)層電子對(duì)之間的相互排斥作用,它們趨向于盡可能的相互遠(yuǎn)離,成鍵原子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)排斥最小的那種結(jié)構(gòu)。
板書:(1)中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵:分子中的價(jià)電子對(duì)相互排斥的結(jié)果
那價(jià)層電子對(duì)數(shù)如何確定呢
板書 1) 價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算[對(duì)于ABm型分子(A為中心原子,B為配位原子)]
價(jià)層電子對(duì)數(shù)=1/2(中心原子的價(jià)電子數(shù)+配位原子提供的電子總數(shù))
注意:a、氧族元素原子作為配位原子時(shí),可認(rèn)為不提供電子,但作為中心原子時(shí)可認(rèn)為它所提供所有的6個(gè)價(jià)電子
b、如果討論的是離子,則應(yīng)加上或減去與離子所帶電荷數(shù)。如中PO43-原子價(jià)層電子數(shù)就加上3,而中NH4+原子的價(jià)層電子數(shù)應(yīng)減去1。
c 、如果價(jià)層電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)電子,可把這個(gè)單電子當(dāng)作電子對(duì)來看。
例題:先以BeCl2、NH4+、PO43-講解價(jià)層電子對(duì)計(jì)算
練習(xí):計(jì)算CH4 CO2 、SO3、的價(jià)層電子對(duì)數(shù)并確定其構(gòu)型
講述 另一類是中心原子上有孤對(duì)電子(未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì))的分子,如H2O和NH3,對(duì)于這類分子,首先建立四面體模型,每個(gè)鍵占據(jù)一個(gè)方向(雙鍵與三鍵只占據(jù)一個(gè)方向),孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間,并參與互相排斥。那么這種分子構(gòu)型如何確定?
首先我們先要求出電子對(duì)數(shù)。
板書 (2)、中心原子上有孤對(duì)電子,孤對(duì)電子的計(jì)算及空間構(gòu)型的確定
孤對(duì)電子對(duì)數(shù)的計(jì)算
孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=1/2(a-xb)
注意:A中心原子 的價(jià)電子數(shù),x與中心原子結(jié)合的原子數(shù),b為與中心原子 結(jié)合 的原子最多能接受的電子數(shù)
O原子是2、CL原子是1,H原子是1,如果是陰陽離子則應(yīng)加上或減去離子所帶的電荷數(shù)。