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視頻標(biāo)簽：雜化軌道理論
視頻課題：蘇教版高中化學(xué)選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)《雜化軌道理論》海南省優(yōu)課
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《雜化軌道理論》教學(xué)設(shè)計(jì)
課 題 雜化軌道理論
課 型
新授課
時(shí) 間
2019．6.15
教材分析
1.課標(biāo)解讀
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》選擇性必修模塊《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中“主題2:微粒間的相互作用與物質(zhì)的性質(zhì)”指出“2.3分子的空間構(gòu)型”的內(nèi)容要求：結(jié)合實(shí)例了解共價(jià)分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，并可用相關(guān)理論和模型進(jìn)行解釋和預(yù)測。指導(dǎo)分子的結(jié)構(gòu)可以通過波譜、晶體X射線衍射等技術(shù)進(jìn)行測定。此外，這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求明確為“能根據(jù)給定的信息分析常見簡單分子的空間結(jié)構(gòu)，能利用相關(guān)理論解釋簡單共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu)”。 課標(biāo)中提及的“相關(guān)理論”是指價(jià)電子對互斥模型和雜化軌道理論。課
標(biāo)中對于此部分內(nèi)容的核心教學(xué)策略主要是注重學(xué)生對概念的理解 和認(rèn)識的發(fā)展與重視化學(xué)史內(nèi)容，增強(qiáng)對化學(xué)發(fā)展過程的體驗(yàn)。 2.教材解讀
本節(jié)內(nèi)容選自高中化學(xué)蘇教版選修3專題4第一單元的內(nèi)容。雜化軌道理論位于共價(jià)鍵和價(jià)層電子對互斥理論之后，對價(jià)鍵理論進(jìn)行了完善和豐富，很好地解釋了多原子分子的空間構(gòu)型，并且形象地解釋了原子之間的成鍵過程、有關(guān)物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性。同時(shí)也對后續(xù)配合物和晶胞的學(xué)習(xí)奠定了空間想象基礎(chǔ)。因此雜化軌道理論在本模塊的學(xué)習(xí)中起著承上啟下的作用。
學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，價(jià)鍵理論和價(jià)層電子對互斥理論，學(xué)會了運(yùn)用價(jià)層電子對互斥理論來判斷簡單分子的空間構(gòu)型。高二學(xué)生思維敏捷，好奇心強(qiáng)，動手能力強(qiáng)，但空間想象力弱，而本節(jié)對學(xué)生空間想象力和抽象思維能力要求較高。
運(yùn)用歸納的學(xué)習(xí)方法概括雜化軌道理論的要點(diǎn)、應(yīng)用對比、類比等學(xué)習(xí)方法利用雜化軌道理論分析常見簡單分子的立體構(gòu)型。如果對原子結(jié)構(gòu)和價(jià)層電子對互斥理論掌握的不好，空間想象能力欠缺將會影響到對本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
教學(xué)目標(biāo)
1.通過學(xué)習(xí)雜化軌道理論的提出背景，感悟“提出假設(shè)”的創(chuàng)新科學(xué)探究精神，通過學(xué)習(xí)雜化軌道理論的基本要點(diǎn)，掌握sp、sp2
、sp3
三種主要的雜化軌道類型。
2.通過定量計(jì)算，比較形成CH2和CH4分子過程中體系能量的變化，從能量的角度感受雜化的意義，體會證據(jù)推理對于科學(xué)研究的意義。
3.結(jié)合實(shí)例，根據(jù)給定的信息分析常見簡單分子的空間結(jié)構(gòu)，采用圖解的方式強(qiáng)化微觀探析意識，通過比較、討論的方法學(xué)習(xí)新知，培養(yǎng)分析、歸納能力和空間想象能力。
4.建構(gòu)雜化軌道理論解釋分子立體構(gòu)型的認(rèn)知模型，能用雜化軌道原理解釋常見分子的成鍵情況與空間構(gòu)型，進(jìn)一步了解化合物中原子的成鍵特征。
5.通過雜化軌道理論的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生對探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的興趣，感受物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的奇妙。
2
評價(jià)目標(biāo)
1.通過課前預(yù)學(xué)案的布置，診斷學(xué)生關(guān)于價(jià)層電子對互斥理論的理解水平和認(rèn)識分子的立體構(gòu)型的水平。
2.通過概況雜化理論的基本要點(diǎn)（雜化過程中原子軌道在能量、數(shù)目、形狀、伸展方向等方
面的變化）的書寫表達(dá)，診斷學(xué)生對于雜化軌道理論的理解。
3.通過畫圖表達(dá)及分組討論BF3、BeCl2的中心原子雜化過程以及各原子的成鍵過程，診斷學(xué)生對于雜化理論分析分子立體構(gòu)型的認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化水平。
教學(xué)重點(diǎn)
建構(gòu)雜化軌道理論解釋分子立體構(gòu)型的認(rèn)知模型。 用雜化軌道原理解釋常見分子的成鍵情況與空間構(gòu)型。
教學(xué)難點(diǎn) 中心原子雜化類型的確定
教法學(xué)法
教法：多媒體輔助教學(xué)法、問題驅(qū)動法、啟發(fā)引導(dǎo)法、思維導(dǎo)圖法 學(xué)法：合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究、類比學(xué)習(xí)、對比學(xué)習(xí)、自主分析
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動
溫故知新
預(yù)案先行：
布置課前預(yù)習(xí)案，為新課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。 ABn 型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)
回顧舊知 獨(dú)立完成
情境導(dǎo)入
喚起注意：
自然界中存在許多宏觀物質(zhì)，它們擁有怎么的微觀結(jié)構(gòu)呢?為了探究微觀分子的立體結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們做出許多努力，一方面企圖實(shí)驗(yàn)測定，另一方面嘗試構(gòu)建成熟的理論加以分析。
傾聽，了解
3
理論分析高中階段主要介紹可以用于預(yù)測分子構(gòu)型的價(jià)層電子對互斥理論和可以進(jìn)行成鍵解釋的雜化軌道理論。
問題提出
甲烷是日常生活中很常見的物質(zhì)，其分子組成為CH4。
①寫出碳原子的價(jià)電子排布圖，依據(jù)共價(jià)鍵的飽和性其分子組成應(yīng)為CH2 ,這與實(shí)際是否相同？
②用價(jià)電子對互斥理論預(yù)測，甲烷的空間構(gòu)型如何？鍵角多少？ ③按已學(xué)過的價(jià)健理論能否解釋甲烷分子立體構(gòu)型？為什么？
思考、討論
理論提出
為了解釋甲烷的分子組成和分子的立體構(gòu)型，美國化學(xué)家鮑林提出雜化軌道理論。
傾聽，思考
4
理論簡介與問題解決：鮑林認(rèn)為基態(tài)碳原子的2s軌道上的一個(gè)電子在外界影響下會激發(fā)到2p軌道，能量接近的2s和3個(gè)2p軌道重新組合形成4個(gè)能量相同的sp3雜化軌道，這四個(gè)軌道中分別有一個(gè)單電子，當(dāng)它們與四個(gè)氫原子化合時(shí)即可構(gòu)成組成為CH4的分子，由于這四對成鍵電子對在空間中傾向于以最大的夾角，最大的斥力排列，便形成空間正四面體結(jié)構(gòu)。
合作學(xué)習(xí)
任務(wù)一：雜化軌道理論要點(diǎn)梳理
閱讀教材P39-41相關(guān)內(nèi)容，歸納以下問題： ①軌道雜化后在數(shù)目，形狀，能量上是否發(fā)生變化？ ②雜化軌道的構(gòu)型與分子的立體構(gòu)型有何聯(lián)系？
①雜化軌道的能量變化：通過給予相關(guān)的能量變化信息求解，比較，感受雜化的意義。
②雜化軌道的數(shù)目關(guān)系、形狀變化、伸展方向：通過動畫演示，讓學(xué)生總結(jié)歸納。
閱讀思考
書寫回答
5
引導(dǎo)啟發(fā)，概括歸納：
計(jì)算思考，整合信息
觀看動畫，想象、思考
6
總結(jié)，歸納
實(shí)踐活動：
小組合作，利用氣球制作簡易的sp3
、sp2
、sp雜化軌道模型。
通過動手實(shí)踐，感受雜化軌道的立體構(gòu)型，通過氣球間的斥力體會中心原子價(jià)電子對的斥力
任務(wù)二：sp3
雜化分析
結(jié)合下圖，小組討論，用簡要的語言描述甲烷空間構(gòu)型形成過程。 ①C原子的雜化軌道形成過程：
C原子的外圍電子排布式：
②CH4分子中原子的成鍵過程：
引導(dǎo)展示：
小組代表上臺解說圖示，利用雜化軌道理論解釋CH4的立體構(gòu)型。 及時(shí)矯正：
整合信息，獨(dú)立思考，
小組討論，交流見解
7
針對學(xué)生講解存在的問題展開相應(yīng)的點(diǎn)評與矯正。 模型構(gòu)建：
教師結(jié)合學(xué)生的解說，板書重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生梳理利用雜化軌道理。論解釋分子構(gòu)型的一般認(rèn)知模型：
思考，概括 記錄，內(nèi)化
任務(wù)三：sp2
與sp雜化分析 構(gòu)型預(yù)測：
請用價(jià)層電子對互斥理論預(yù)測BF3與BeCl2分子的空間構(gòu)型如何？鍵角為多少？ 信息鏈接：
①BF3是平面正三角形構(gòu)型，分子中鍵角均為120º. ②氣態(tài)BeCl2是直線型分子構(gòu)型，分子中的鍵角為180 º 類比分析：
請依據(jù)以上信息，類比CH4空間構(gòu)型的形成過程，請用圖示表達(dá)BF3與BeCl2的空間結(jié)構(gòu)形成過程。
計(jì)算，思考
靜思書寫，獨(dú)立作答，畫圖表達(dá)
小組討論，填寫學(xué)案 利用制作的氣球模型模擬分子中個(gè)原子的成鍵過程（電子云重疊）
8
引導(dǎo)展示：
有請小組代表展示，上臺板演并解說。 模型應(yīng)用：
① ①認(rèn)知模型：引導(dǎo)學(xué)生利用分析甲烷時(shí)構(gòu)建的雜化軌道理論解釋分子立體構(gòu)型的認(rèn)知模型，用標(biāo)準(zhǔn)化的語言有邏輯地進(jìn)行表述。 ② ②實(shí)物模型：引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)踐活動時(shí)制作的氣球模型模擬分子
各個(gè)原子的成鍵過程。 動畫播放：
與學(xué)生解說的同時(shí)，同步播放課件動畫，更加生動形象地展示雜化過程與成鍵過程。
展示交流
選取具有代表性的學(xué)生上臺板演
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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