化學選擇性必修2第二節(jié) 分子的空間結構優(yōu)秀第一課時教案

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（人教版高中化學選擇性必修2）《分子的空間結構》第一課時 教學設計課題名《分子的空間結構 》第一課時教材分析本節(jié)內容安排了分子結構的測定方法，多樣的分子空間結構，用價層電子對互斥模型預測粒子的結構等內容。通過學習，了解分子結構的測定方法，了解紅外光譜和質譜的工作原理及應用。通過典型分子空間結構的學習，認識微觀結構對分子空間結構的影響，了解分子結構的多樣性和復雜性。學生能應用用價層電子對互斥模型預測粒子的結構，能在分子水平上，從分子視角認識物質的性質，進一步形成有關物質結構的基本觀念。核心素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析：認識共價分子結構的多樣性和復雜性，理解價層電子對互斥理論的含義。能根據(jù)有關理論判斷簡單分子或離子的構型。證據(jù)推理與模型認知：結合價層電子對互斥模型與分子的立體構型，能論證證據(jù)與模型建立及其發(fā)展之間的關系。科學探究與創(chuàng)新意識：認識科學探究是進行科學解釋和發(fā)展、創(chuàng)造和應用的科學實踐活動。教學重點認識共價分子結構的多樣性和復雜性，理解價層電子對互斥理論的含義。教學難點能根據(jù)有關理論判斷簡單分子或離子的構型。教學方法講解，舉例教學準備教師準備：PPT學生準備：預習課本教學過程一、新課導入1.分子結構的測定教師：思考：分子的世界形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結構又是怎么測定的呢？學生：回顧常見分子的結構，思考如何測定分子的結構。[設計意圖]回顧常見分子的結構，引入新課。二、探究新知1.一、分子結構的測定教師：科學家應用了許多測定分子結構的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、質譜儀、晶體X射線衍射等。 分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的，共價鍵也有細微的伸縮。分子的空間結構是分子中的原子處于平衡位置時的模型。1、紅外光譜儀通過紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動吸收，可初步推測該未知物中含有羥基。2、質譜儀縱坐標表示相對豐度（與粒子的濃度成正比），橫坐標表示粒子的相對質量與其電荷數(shù)之比（m/z），簡稱質荷比，化學家通過分析得知，被測物的相對分子質量是92，該物質是甲苯。最大的質荷比 = 相對分子質量學生：總結紅外光譜儀工作原理：質譜儀工作原理：[設計意圖]學習兩種儀器紅外光譜儀和質譜儀的工作原理，知道測定分子結構的現(xiàn)代儀器和方法。2.二、多樣的分子空間結構教師：大多數(shù)分子是由兩個以上原子構成的，于是分子就有了原子的幾何學關系和形狀，這就是分子的空間結構。1、三原子分子2、四原子分子3、五原子分子小結：分子的空間結構與鍵角關系的一般規(guī)律 思考：同為三原子分子，為什么CO2 呈直線形而 H2O呈V形？  同為四原子分子，CH2O呈平面三角形而 NH3 呈三角錐形？ 學生：總結分子的空間結構與鍵角關系的一般規(guī)律 [設計意圖]掌握常見分子的結構。3.三、價層電子對互斥模型（預測分子的空間結構）教師：1、價電子對互斥模型（VSEPR模型）的內容有一種比較簡單的理論叫價層電子對互斥模型（VSEPR  model），這種簡單的理論可以用來預測分子的空間結構。①分子的空間結構是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結果。②排斥力趨向于盡可能將價電子對之間遠離，夾角盡可能張大，這樣會使排斥力盡可能小。③VSEPR的“價層電子對”包括分子中的中心原子與結合原子間的σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對，多重鍵只計其中σ鍵的電子對，不計π鍵電子對。2、價層電子對的計算：價層電子對→中心原子上的σ鍵電子對和孤電子對。      ①中心原子(ABn型分子)：成鍵數(shù)目最多的原子，如CO2中的C，PCl3中的P②σ鍵電子對：除中心原子外，其余原子與中心原子均形成一個σ鍵，故 σ鍵電子對數(shù)=結合的原子數(shù)注意：多重鍵只計算σ鍵電子對，不計π鍵電子對。即，共價單鍵、雙鍵、三鍵計算時，都只計入一個σ電子對③計算中心原子上的孤電子對數(shù)公式計算，中心原子上的孤電子對數(shù) (a- 1/2 xb)a=中心原子的價電子數(shù)（對于主族元素等于原子的最外層電子數(shù)）χ=中心原子結合的原子個數(shù)b=與中心原子結合的原子最多所能接受的電子數(shù)如：H為1，其余原子為8-最外層電子數(shù)。氧氮和氮族元素中的N、P等均為3和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素均為1補充：可根據(jù)電子式直接判斷思考：C2H2、C2H4、C2H6、苯分子中碳原子的空間構型如何？注意：多中心原子的分子，中心原子孤電子對的計算公式不適合。3、價層電子對的空間結構(即VSEPR模型)分子的空間結構是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結果4、利用VSEPR理論預測粒子的空間結構①中心原子上無孤對電子:VSEPR理想模型就是其分子的空間結構。價電子對數(shù)  空間結構        范例2            直線形          CO2、CS23            平面三角形      CH2O、BF34       正四面體形         CH4、CCl4 ②中心原子上有孤對電子先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對，便可得到分子的空間結構。分子的空間結構:小結：ABn分子空間構型的確定思考：1、實驗測得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°，為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？解析：H2O、NH3的價層電子對均為4，VSEPR模型均為四面體形，H2O中含有兩對孤電子對，而NH3中含有一對孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用較大，孤電子對越多，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力越大，鍵角越小。2、NO2與SO2空間構型均為V形，NO2鍵角大于120°，SO2鍵角小于120°，分析原因。解析：NO2與SO2的價層電子對均為3，VSEPR模型均為平面三角形，但NO2中孤電子是一個單電子，單電子的斥力<電子對的斥力。價層電子對之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：孤電子對－孤電子對＞孤電子對－成鍵電子對＞成鍵電子對－成鍵電子對>成鍵電子對－單電子3、同為三角錐形結構，鍵角NH3>PH3而NH3>NF3？為什么“中心原子電負性越大，鍵角越大；配位原子電負性越大，鍵角越小”試給出合理解釋？解析：因為中心原子的電負性越大，成鍵電子對更靠近中心原子，成鍵電子對之間斥力增大，所以鍵角增大。      配位原子的電負性越大，成鍵電子對遠離中心原子，成鍵電子對之間斥力減小，所以鍵角減小。4、甲醛分子中鍵角：∠H—C=O >∠H—C—H，分析原因。同一粒子中不同共價鍵的鍵角，由于斥力：雙鍵間＞雙鍵與單鍵間＞單鍵間，則鍵角大小不同。學生：練習1、1、CO2中O的σ鍵電子對數(shù)是______；2、SO3中O的σ鍵電子對數(shù)是______；3、H3O+中O的σ鍵電子對數(shù)是______；4、NH4+ 中的σ鍵電子對數(shù)是________。練習2、注意：對于離子團，所帶電荷數(shù)計入中心原子的價層電子中。      即： a = 中心原子價電子數(shù)—電荷數(shù)練習3、(1)計算下列分子中紅色字體對應原子的孤電子對數(shù)：①H2S ________；②PCl5________；③BF3________；④NH3________。(2)計算下列分子中紅色字體對應原子的價層電子對數(shù)：①CCl4________；     ②BeCl2________；③BCl3________；     ④PCl3________。(3)練習4：用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間結構(1)HCN________;    (2)BBr3　________;(3)CHCl3________;  (4)SiF4________。(5)H3O+_______;   (6)NO2-________。 練習5、下列分子中鍵角由大到小的排列順序是（    ）①SO2?、贜H3?、跦2O?、蹸H4　⑤CO2A.⑤④①②③    B.⑤①④②③C.④①②⑤③    D.③②④①⑤練習6、(1)比較PH3和NH3的鍵角大?。篲_________(2)SO2Cl2和SO2F2分子中，S與O之間以雙鍵結合，S與Cl、S與F之間以單鍵結合。預測SO2Cl2和SO2F2分子的空間結構：_________，SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F。[設計意圖]讓學生掌握用價層電子對互斥模型預測粒子結構的方法。板書設計一、分子結構的測定1、紅外光譜儀2、質譜儀二、多樣的分子空間結構1、三原子分子2、四原子分子3、五原子分子三、價層電子對互斥模型（預測分子的空間結構）1、價電子對互斥模型（VSEPR模型）的內容2、價層電子對的計算：3、價層電子對的空間結構(即VSEPR模型)4、利用VSEPR理論預測粒子的空間結構課后作業(yè) 練習冊上相關習題。教學反思亮點：本節(jié)內容安排了分子結構的測定方法，多樣的分子空間結構，用價層電子對互斥模型預測粒子的結構等內容。在教學過程中先介紹常見的分子構型，再學習價層電子對互斥模型，用相應的例子說明如何用VSEPR模型預測粒子的結構。課堂教學建議：本節(jié)內容的重點是用價層電子對互斥模型預測粒子的結構，在教學過程中教師應列舉常見的以及一些特殊的粒子和學生探討如何用VSEPR模型以及其他方法預測其結構。