課題
《分子的空間結(jié)構(gòu)》
單元
2
學(xué)科
化學(xué)
年級(jí)
高二
教材
分析
本章內(nèi)容比較系統(tǒng)地介紹了分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，內(nèi)容比較豐富。首先，在第一章有關(guān)電子云和原子軌道等概念的基礎(chǔ)上，介紹了共價(jià)鍵的主要類型δ鍵和π鍵，以及鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角；接著，在共價(jià)鍵概念的基礎(chǔ)上，介紹了分子的立體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論和雜化軌道理論對(duì)簡(jiǎn)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；最后，介紹了極性分子和非極性分子、分子間作用力、氫鍵等概念，以及它們對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，并從分子結(jié)構(gòu)的角度說明了“相似相溶“規(guī)則、無機(jī)含氧酸分子的酸性等。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第二章《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第二節(jié)《分子的空間結(jié)構(gòu)》第二課時(shí)。這一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容主要是價(jià)層電子對(duì)互斥理論。
本節(jié)安排了“價(jià)層電子對(duì)互斥理論”這部分內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)分子立體構(gòu)型的影響，了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。通過對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型的探究，建立解決復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)判斷的思維模型。
學(xué)生能夠在分子水平上，從分子結(jié)構(gòu)的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念；學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣能得到有效保持，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)能得到進(jìn)一步提高。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過對(duì)典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響，了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型的探究，建立解決復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)判斷的思維模型。
重點(diǎn)
難點(diǎn)
價(jià)層電子對(duì)互斥理論
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
【思考】
1.CO2和H2O都是三原子分子，為什么CO2 呈直線形而H2O呈V形？
2. CH2O和NH3都是四原子分子，為什么CH2O呈平面三角形而NH3呈三角錐形？
思考問題
通過問題，引發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
講授新課
第二節(jié) 分子的空間結(jié)構(gòu)
第二課時(shí) 價(jià)層電子對(duì)互斥理論
一、價(jià)層電子對(duì)互斥理論
價(jià)層電子對(duì)互斥模型認(rèn)為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果。
VSEPR的“價(jià)層電子對(duì)”：是指分子中的中心原子與結(jié)合原子間的σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。
多重鍵只計(jì)其中的σ鍵電子對(duì)，不計(jì)π電子對(duì)。
價(jià)層電子對(duì)數(shù)目的計(jì)算：
價(jià)層電子對(duì)數(shù)目= σ鍵電子對(duì)數(shù)+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)
1. σ鍵電子對(duì)數(shù)——可由化學(xué)式確定
2.中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)
中心原子孤電子對(duì)數(shù)= QUOTE
a——表示中心原子的價(jià)電子數(shù)
對(duì)主族元素：a＝ 最外層電子數(shù)；
對(duì)于陽離子：a＝價(jià)電子數(shù)－電荷數(shù)；
對(duì)于陰離子：a＝價(jià)電子數(shù)＋電荷數(shù)。
x為與中心原子結(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)，
H為1，其他原子= 8﹣該原子的價(jià)電子數(shù)。
【思考與討論】
（1）以S和P為例，說明如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它的價(jià)電子數(shù)。
S的價(jià)電子數(shù)是6，P的價(jià)電子數(shù)是5
（2）以N和Cl為例，說明如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它最多能接受的電子數(shù)。
N最多能接受的電子數(shù)是3，Cl最多能接受的電子數(shù)1
幾種分子或離子的中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)
練習(xí)：計(jì)算H2O、NH3、SO3、NH4+、CO32－分子的孤電子對(duì)數(shù)。
幾種分子或離子的中心原子上的空間構(gòu)型
常見分子或離子的空間構(gòu)型
根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型對(duì)幾種分子或離子的空間結(jié)構(gòu)的推測(cè)
根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分子的空間構(gòu)型
對(duì)于ABn型分子，利用VSEPR模型預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)的思路：
【思考與討論】
1. H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°，請(qǐng)解釋原因。
H2O、NH3的價(jià)層電子對(duì)均為4，H2O、NH3的的孤電子對(duì)分別為2、1，分子中電子對(duì)之間的斥力大小順序：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì) ＞成鍵電子-成鍵電子，故 H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°。
價(jià)層電子對(duì)之間的斥力：
①電子對(duì)之間的夾角越小，斥力越大。
②分子中電子對(duì)之間的斥力大小順序：
孤電子對(duì)-孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)＞成鍵電子-成鍵電子。③由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子多，所以斥力大小順序：三鍵＞雙鍵＞單鍵 。
2. 確定BF3、NH4+、 SO32- VSEPR模型和它們的空間結(jié)構(gòu)，并與同學(xué)討論。
BF3的價(jià)層電子對(duì)均為3， NH4+的價(jià)層電子對(duì)為4，兩者孤電子對(duì)數(shù)為0，因此， VSEPR模型和它們的空間結(jié)構(gòu)相同， BF3為平面三角形， NH4+為正四面體。SO32-的價(jià)層電子對(duì)為4，孤電子對(duì)數(shù)為1， VSEPR模型為四面體形，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
【課堂練習(xí)】
1．以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體形且鍵與鍵夾角為109°28′的是( )
①CH4 ②GeCl4 ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42-
A．①②④ B．①②③④⑤
C．①② D．①②⑤
答案： D
2．下列各組分子的立體構(gòu)型名稱相同的是( )
A．SCl2、BeCl2 B．BF3、NF3
C．CF4、SiCl4 D．CO2、SF2
答案： C
3．硫化羰(分子式為COS)是一種有臭雞蛋氣味的無色氣體，可視為由一個(gè)硫原子取代了CO2分子中的一個(gè)氧原子后形成的，下列有關(guān)硫化羰的說法正確的是( )
A．硫化羰的結(jié)構(gòu)式為C===O===S
B．分子中三個(gè)原子位于同一直線上
C．中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4
D．分子是V形結(jié)構(gòu)
答案： B
4.六氟化硫分子呈正八面體形(如圖所示)，在高電壓下仍有良好的絕緣性，在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途，但逸散到空氣中會(huì)引起溫室效應(yīng)。下列有關(guān)六氟化硫的推測(cè)正確的是( )
A．六氟化硫易燃燒生成二氧化硫
B．六氟化硫中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
C．六氟化硫分子中的S—F鍵都是σ鍵，且鍵長(zhǎng)、鍵能都相等
D．若將六氟化硫分子中的2個(gè)F原子換成Cl原子，可以得到3種可能結(jié)構(gòu)
答案： C
5．X、Y、Z、W、R是元素周期表前四周期元素中的五種常見元素，其原子序數(shù)依次增大。X的基態(tài)原子的最外層電子排布式為nsnnpn＋1。Y、Z同主族且ZY2是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一。R位于ds區(qū)且原子最外層只有一個(gè)電子。W原子次外層電子數(shù)為最外層電子數(shù)的7倍。回答下列問題：
(1)W位于元素周期表第________周期________族，其基態(tài)原子的核外電子排布式為________。
(2)Y的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性比Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性________(填“強(qiáng)”或“弱”)。Y的第一電離能比X的________(填“大”或“小”)。
(3)X的最常見的氣體氫化物分子的VSEPR模型為________，分子的空間構(gòu)型是________。
(4)原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。分別寫出一種與XO互為等電子體的單質(zhì)和化合物的化學(xué)式________、________。
答案：(1)四 Ⅷ [Ar]3d64s2 (2)強(qiáng) 小
(3)四面體形 三角錐形 (4)O3 SO2

認(rèn)真思考
認(rèn)真思考
主動(dòng)探究
檢測(cè)反饋
通過對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型的探究，建立解決復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)判斷的思維模型。
思考討論，應(yīng)用模型。
應(yīng)用模型，鞏固基礎(chǔ)。
思考交流，認(rèn)識(shí)價(jià)層電子對(duì)之間的斥力。
課堂小結(jié)
一、價(jià)層電子對(duì)互斥模型（VSEPR模型）
板書
一、價(jià)層電子對(duì)互斥模型（VSEPR模型）

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第二節(jié) 分子的空間結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

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