《共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型》教學(xué)設(shè)計(jì) 高二下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修2

《共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析1、教材版本與章節(jié)教材采用魯科版高中選修《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》，本節(jié)課位于第2章化學(xué)鍵與分子間作用力的第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型。2、教材內(nèi)容的地位與作用在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)對化學(xué)鍵有了初步的認(rèn)識，特別是共價(jià)鍵的概念。本節(jié)課在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入探究共價(jià)鍵與分子空間構(gòu)型的關(guān)系，這是理解分子性質(zhì)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的關(guān)鍵內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)這部分知識，學(xué)生能夠從微觀結(jié)構(gòu)角度解釋分子的一些物理和化學(xué)性質(zhì)，如物質(zhì)的溶解性、熔沸點(diǎn)等，也為后續(xù)學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)等知識奠定基礎(chǔ)。二、學(xué)情分析1、知識基礎(chǔ)學(xué)生已經(jīng)掌握了原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等基礎(chǔ)知識，知道共價(jià)鍵是原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。但是對于共價(jià)鍵如何影響分子的空間構(gòu)型還缺乏深入的理解。2、能力基礎(chǔ)學(xué)生具備一定的抽象思維能力和邏輯推理能力，但在將微觀的原子、分子結(jié)構(gòu)與宏觀的物質(zhì)性質(zhì)聯(lián)系起來方面還存在困難。他們需要更多的實(shí)例和直觀的模型來幫助理解。3、情感態(tài)度學(xué)生對微觀世界充滿好奇，有探索未知的欲望。但當(dāng)遇到抽象、復(fù)雜的知識時(shí)，可能會產(chǎn)生畏難情緒。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能目標(biāo)理解共價(jià)鍵的方向性和飽和性。掌握價(jià)層電子對互斥理論（VSEPR）的基本要點(diǎn)，能夠用VSEPR理論預(yù)測簡單分子的空間構(gòu)型。了解雜化軌道理論的基本概念，能運(yùn)用雜化軌道理論解釋一些分子的空間構(gòu)型。2、過程與方法目標(biāo)通過制作分子模型，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和空間想象能力。通過對不同分子空間構(gòu)型的分析和討論，提高學(xué)生的邏輯思維能力和歸納總結(jié)能力。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理論知識解釋實(shí)際現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)讓學(xué)生體會微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)之間的緊密聯(lián)系，感受化學(xué)學(xué)科的魅力。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。四、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)價(jià)層電子對互斥理論（VSEPR）的應(yīng)用。雜化軌道理論的基本概念及應(yīng)用。2、教學(xué)難點(diǎn)雜化軌道的形成過程及類型的判斷。運(yùn)用雜化軌道理論和VSEPR理論解釋復(fù)雜分子的空間構(gòu)型。五、教學(xué)方法1、講授法講解共價(jià)鍵的方向性、飽和性，價(jià)層電子對互斥理論和雜化軌道理論等抽象概念時(shí)，運(yùn)用講授法能夠系統(tǒng)、準(zhǔn)確地傳授知識。2、模型教學(xué)法通過展示分子的球棍模型和比例模型，讓學(xué)生直觀地觀察分子的空間構(gòu)型，幫助學(xué)生理解抽象的結(jié)構(gòu)知識。3、討論法在分析分子空間構(gòu)型的影響因素、不同理論的適用范圍等問題時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行討論，激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。4、探究教學(xué)法提出問題，如“如何根據(jù)原子的最外層電子數(shù)和共價(jià)鍵的形成來推測分子的空間構(gòu)型”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，自主得出結(jié)論。六、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1、教師活動展示一些常見分子的結(jié)構(gòu)模型，如甲烷（CH?）、氨氣（NH?）、水（H?O）等。提問學(xué)生：“同學(xué)們，你們看這些分子的形狀都不一樣，那你們想過為什么它們會有這樣的形狀嗎？這和分子中的共價(jià)鍵有什么關(guān)系呢？”2、學(xué)生活動學(xué)生觀察模型，思考教師提出的問題，積極發(fā)表自己的初步想法。（二）新課講授（35分鐘）1、共價(jià)鍵的方向性和飽和性（10分鐘）教師活動講解共價(jià)鍵的形成過程，以氫分子（H?）為例，說明兩個(gè)氫原子的1s軌道通過重疊形成共價(jià)鍵。然后強(qiáng)調(diào)共價(jià)鍵的方向性，解釋原子軌道在空間的伸展方向是固定的，只有沿著特定方向才能最大程度地重疊形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。例如，在HCl分子中，H原子的1s軌道與Cl原子的3p軌道沿著一定方向重疊。接著講解共價(jià)鍵的飽和性，說明一個(gè)原子的未成對電子數(shù)決定了它能形成共價(jià)鍵的數(shù)目，如氮原子最外層有3個(gè)未成對電子，所以它最多能形成3個(gè)共價(jià)鍵。教師可以通過簡單的動畫演示原子軌道的重疊過程，幫助學(xué)生理解。學(xué)生活動認(rèn)真聽講，觀看動畫演示，理解共價(jià)鍵的方向性和飽和性的概念，做好筆記。2、價(jià)層電子對互斥理論（VSEPR）（15分鐘）教師活動介紹價(jià)層電子對互斥理論的基本要點(diǎn)：分子中的價(jià)層電子對（包括成鍵電子對和孤電子對）由于相互排斥作用而趨向盡可能彼此遠(yuǎn)離，從而使分子采取特定的空間構(gòu)型。以AB?型分子（如CO?）為例，計(jì)算中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。對于CO?，中心原子C的價(jià)層電子對數(shù)為2（C原子最外層有4個(gè)電子，與2個(gè)O原子形成2個(gè)雙鍵，4個(gè)電子都參與成鍵，價(jià)層電子對數(shù)=(4+0)/2=2）。因?yàn)閮r(jià)層電子對數(shù)為2，且沒有孤電子對，所以CO?分子的空間構(gòu)型為直線形。再以AB?型分子（如BF?）為例，中心原子B的價(jià)層電子對數(shù)為3（B原子最外層有3個(gè)電子，與3個(gè)F原子形成3個(gè)單鍵，價(jià)層電子對數(shù)=(3+0)/2=3），沒有孤電子對，BF?分子的空間構(gòu)型為平面三角形。給出一些簡單分子，讓學(xué)生分組計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)并推測分子的空間構(gòu)型，如SO?、H?S等。學(xué)生活動傾聽教師講解，學(xué)習(xí)計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)的方法。分組進(jìn)行討論和計(jì)算，推測分子的空間構(gòu)型，然后每個(gè)小組派代表匯報(bào)結(jié)果。3、雜化軌道理論（10分鐘）教師活動提出問題：“用價(jià)層電子對互斥理論能夠解釋一些分子的空間構(gòu)型，但對于一些分子如甲烷（CH?），C原子的價(jià)層電子構(gòu)型是2s22p2，按照這個(gè)理論似乎不能很好地解釋它為什么是正四面體構(gòu)型，那怎么辦呢？”引出雜化軌道理論。講解雜化軌道理論的概念，以甲烷為例，說明C原子在形成CH?分子時(shí)，2s軌道和3個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成4個(gè)能量相等、方向指向正四面體頂點(diǎn)的sp3雜化軌道，每個(gè)雜化軌道與一個(gè)H原子的1s軌道重疊形成共價(jià)鍵，所以甲烷分子是正四面體構(gòu)型。簡單介紹sp2雜化（如乙烯分子中的C原子）和sp雜化（如乙炔分子中的C原子）的情況，對比不同雜化類型的特點(diǎn)。學(xué)生活動帶著疑問聽講，理解雜化軌道理論的基本概念，比較不同雜化類型的區(qū)別，記錄重點(diǎn)內(nèi)容。（三）課堂練習(xí)（20分鐘）1、教師活動給出一系列不同類型的分子，如NH?、C?H?、C?H?、PCl?等。要求學(xué)生分別運(yùn)用價(jià)層電子對互斥理論和雜化軌道理論分析這些分子的空間構(gòu)型。在學(xué)生練習(xí)過程中，巡視課堂，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題并給予指導(dǎo)。2、學(xué)生活動學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行練習(xí)，運(yùn)用所學(xué)理論分析分子的空間構(gòu)型，對于遇到的問題，積極思考或者向老師請教。（四）課堂小結(jié)（10分鐘）1、教師活動引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容，包括共價(jià)鍵的方向性和飽和性、價(jià)層電子對互斥理論、雜化軌道理論等。強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識，如價(jià)層電子對互斥理論中價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算方法，雜化軌道理論中不同雜化類型的特點(diǎn)和對應(yīng)的分子空間構(gòu)型等。對學(xué)生在課堂練習(xí)中的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，指出存在的問題和需要改進(jìn)的地方。2、學(xué)生活動跟隨教師的引導(dǎo)，回顧本節(jié)課的知識內(nèi)容，總結(jié)自己的學(xué)習(xí)收獲和不足之處。（五）布置作業(yè)（5分鐘）1、教師活動布置課后作業(yè)：書面作業(yè)：完成課本上的相關(guān)習(xí)題，包括運(yùn)用價(jià)層電子對互斥理論和雜化軌道理論分析一些復(fù)雜分子的空間構(gòu)型。拓展作業(yè)：查閱資料，了解更多分子的空間構(gòu)型及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響，找一個(gè)自己感興趣的分子，寫一篇300~500字的短文介紹它的空間構(gòu)型與性質(zhì)的關(guān)系。2、學(xué)生活動記錄作業(yè)內(nèi)容，明確作業(yè)要求。七、教學(xué)反思1、在教學(xué)過程中，通過模型展示和動畫演示等方式，學(xué)生對抽象的概念有了更好的理解，但仍有部分學(xué)生在運(yùn)用理論分析復(fù)雜分子時(shí)存在困難。在今后的教學(xué)中，可以增加更多