高中化学 专题4 微型专题（五）分子（离子）空间构型与杂化轨道类型的判断教学设计 苏教版选修3

高中化学专题4微型专题（五）分子（离子）空间构型与杂化轨道类型的判断教学设计苏教版选修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）教学内容苏教版选修3《高中化学》专题4微型专题（五）分子（离子）空间构型与杂化轨道类型的判断

1.基本概念：杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、孤电子对。

2.常见分子的空间构型判断：如甲烷、水、氨气等。

3.常见离子的空间构型判断：如Na+、Cl-、SO42-等。

4.杂化轨道类型的判断：sp、sp2、sp3、sp3d、sp3d2杂化。核心素养目标培养学生运用价层电子对互斥理论分析分子（离子）空间构型的能力；提高学生运用杂化轨道理论判断分子中原子杂化类型的实践技能；增强学生科学探究和科学思维的培养，提升化学学科的应用意识和创新能力。学习者分析1.学生已经掌握的知识：

学生在进入本章节学习之前，已经学习了化学键、分子轨道理论、价电子数计算等基础知识。他们能够识别简单的共价键和离子键，理解价电子数的计算方法，并初步掌握原子的电子排布。

2.学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对化学的兴趣往往与他们的实际生活经验有关。对于空间结构这一部分，部分学生可能因为其对微观世界的兴趣而表现出较高的学习积极性。学生的能力水平不一，一些学生在空间想象和抽象思维方面表现较强，而另一些学生可能在理解复杂理论时遇到困难。学习风格方面，学生可能偏向于视觉学习，需要通过图像和模型来帮助理解空间结构，也可能偏向于逻辑学习，通过公式和理论来分析问题。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习分子（离子）空间构型和杂化轨道类型时，学生可能会遇到以下困难和挑战：

-空间想象能力的不足，难以直观理解分子的三维结构。

-杂化轨道理论的抽象性，学生在理解轨道混合过程时可能会感到困难。

-公式和理论的记忆和应用，学生在掌握和应用价层电子对互斥理论（VSEPR）模型时可能会出现混淆。

-综合运用知识解决实际问题的能力，学生在将理论应用于复杂分子和离子的结构判断时可能感到挑战。教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（电脑、投影仪）、化学实验器材（模型、分子结构模型、电子表格软件）。

-课程平台：学校内部教学平台、在线化学学习资源库。

-信息化资源：分子结构动画、杂化轨道理论讲解视频、相关习题库。

-教学手段：实物模型演示、互动式教学软件、课堂讨论、小组合作学习。教学流程1.导入新课

-详细内容：首先，通过展示一些生活中常见的分子模型（如水分子、氨分子等），引导学生回顾已学过的分子结构知识，并提出问题：“这些分子的空间结构是什么样的？它们是如何形成的？”通过提问激发学生的兴趣和思考，为新课的引入做好铺垫。

2.新课讲授

-详细内容：

1.讲解杂化轨道理论的基本概念，通过动画演示杂化轨道的形成过程，使学生理解sp、sp2、sp3等杂化轨道的类型。

2.介绍价层电子对互斥理论（VSEPR）模型，通过实例讲解如何利用VSEPR模型判断分子的空间构型。

3.分析常见分子的空间构型，如甲烷、水、氨气等，结合杂化轨道理论，引导学生分析分子的构型形成原因。

3.实践活动

-详细内容：

1.学生根据提供的分子结构式，运用VSEPR模型判断分子的空间构型，并画出分子的三维结构图。

2.通过小组合作，分析常见离子的空间构型，如Na+、Cl-、SO42-等，并讨论离子构型的形成原因。

3.学生尝试运用杂化轨道理论，判断分子中原子杂化类型，如CH4、NH3、H2O等，并解释杂化类型对分子性质的影响。

4.学生小组讨论

-3方面内容举例回答：

1.学生讨论如何利用VSEPR模型判断水分子的空间构型，回答：水分子的中心原子氧上有2个孤电子对和2个成键电子对，根据VSEPR模型，孤电子对和成键电子对之间的排斥力使水分子呈V形。

2.学生讨论如何判断NH3分子的空间构型，回答：NH3分子的中心原子氮上有1个孤电子对和3个成键电子对，根据VSEPR模型，孤电子对和成键电子对之间的排斥力使NH3分子呈三角锥形。

3.学生讨论如何判断CH4分子的空间构型，回答：CH4分子的中心原子碳上有4个成键电子对，没有孤电子对，根据VSEPR模型，CH4分子呈正四面体形。

5.总结回顾

-内容：本节课主要学习了分子（离子）空间构型与杂化轨道类型的判断方法。重点讲解了杂化轨道理论和VSEPR模型在判断分子空间构型中的应用，以及如何运用杂化轨道理论判断分子中原子杂化类型。难点在于理解杂化轨道的形成过程和VSEPR模型的应用。通过本节课的学习，学生应能够：

1.理解杂化轨道理论的基本概念。

2.运用VSEPR模型判断分子的空间构型。

3.判断分子中原子杂化类型。

-用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-**分子轨道理论**：介绍分子轨道理论的基本概念，包括σ键和π键的形成，以及分子轨道的能级和对称性。通过比较杂化轨道理论和分子轨道理论，帮助学生更全面地理解化学键的形成。

-**等电子体**：讨论等电子体的概念，即具有相同电子数和电子排布的分子或离子。例如，CO和N2、BF3和PCl3都是等电子体，通过研究等电子体的性质，可以加深学生对分子空间构型的理解。

-**分子极性**：探讨分子极性的概念，包括偶极矩的计算和分子极性的影响因素。通过实例分析，如H2O、CH4和NH3的极性，帮助学生理解分子极性与分子空间构型之间的关系。

2.拓展建议：

-**实验探究**：建议学生参与实验，通过观察和测量分子模型或使用光谱技术（如红外光谱和核磁共振光谱）来验证分子空间构型。例如，通过实验观察氨气在不同温度下的空间构型变化。

-**文献阅读**：鼓励学生阅读相关的化学教材和学术文章，了解分子空间构型研究的最新进展。例如，阅读关于晶体场理论和分子轨道理论的文献，以扩展他们的知识面。

-**在线资源**：推荐学生访问学校图书馆或在线数据库，查找有关分子结构、杂化轨道和VSEPR模型的详细资料。例如，可以查找关于特定分子的详细结构分析报告。

3.拓展活动：

-**分子模型制作**：学生可以尝试自己制作简单的分子模型，如使用橡皮筋和球体来表示原子和键，通过动手操作加深对分子空间构型的理解。

-**小组项目**：组织学生进行小组项目，每个小组选择一个特定的分子或离子，研究其空间构型、杂化类型和性质，并制作一个展示板来展示他们的发现。

-**讨论会**：定期举办讨论会，让学生分享他们在学习过程中的发现和问题，促进学生对分子空间构型知识的深入理解和批判性思维的发展。教学反思这节课，我觉得整体上还是挺顺利的。看到学生们能够通过实际操作和讨论，掌握分子（离子）空间构型与杂化轨道类型的判断，我心里还是蛮欣慰的。

导入新课时，我尽量用了一些生活中的例子，像水分子、氨分子这些，发现学生们挺感兴趣的，他们能很快地就进入状态。在新课讲授环节，我着重讲解了杂化轨道理论和VSEPR模型，这两个是本节课的重点。我注意到，有些学生在理解杂化轨道的形成过程时有些吃力，我就用模型和动画演示，希望能帮助他们更好地理解。

实践活动部分，我让他们自己动手画分子结构图，这个环节挺关键的，因为这是检验他们是否真正理解了理论的地方。我发现，学生们在讨论离子空间构型时，能够积极地参与到讨论中，这让我很高兴。他们能够提出自己的观点，也能听取别人的意见，这说明他们具备了一定的科学探究能力。

在学生小组讨论环节，我听到了很多有创意的回答。比如，有学生提到，通过比较CO和N2的等电子体性质，可以更好地理解分子的稳定性；还有学生通过分析NH3的极性，得出了分子极性与分子空间构型之间存在关系的结论。这些回答让我看到了他们在学习过程中的成长。

当然，这节课也有一些不足之处。比如，在讲解杂化轨道理论时，我发现有些学生的眼神开始游离，这可能是因为理论部分比较抽象，不容易理解。接下来，我可能会考虑在讲解理论时，结合更多的实例，让学生通过实例来理解理论。典型例题讲解1.例题：判断下列分子的空间构型：

-H2O

-CH4

-NH3

解答：

-H2O：氧原子有6个价电子，其中2个与氢原子形成共价键，剩余4个电子形成2对孤电子对。根据VSEPR模型，H2O的空间构型为弯曲形（V形）。

-CH4：碳原子有4个价电子，与4个氢原子形成共价键，没有孤电子对。根据VSEPR模型，CH4的空间构型为正四面体形。

-NH3：氮原子有5个价电子，其中3个与氢原子形成共价键，剩余2个电子形成1对孤电子对。根据VSEPR模型，NH3的空间构型为三角锥形。

2.例题：判断下列离子的空间构型：

-Cl-

-SO42-

-NO3-

解答：

-Cl-：氯原子有7个价电子，获得1个电子后形成8个电子，其中6个与氢原子形成共价键，剩余2个电子形成2对孤电子对。根据VSEPR模型，Cl-的空间构型为弯曲形（V形）。

-SO42-：硫原子有6个价电子，与4个氧原子形成共价键，没有孤电子对。根据VSEPR模型，SO42-的空间构型为正四面体形。

-NO3-：氮原子有5个价电子，与3个氧原子形成共价键，没有孤电子对。根据VSEPR模型，NO3-的空间构型为平面三角形。

3.例题：判断下列分子的杂化轨道类型：

-CO2

-BF3

-C2H4

解答：

-CO2：碳原子有4个价电子，与2个氧原子形成共价键，没有孤电子对。根据杂化轨道理论，CO2的杂化轨道类型为sp杂化。

-BF3：硼原子有3个价电子，与3个氟原子形成共价键，没有孤电子对。根据杂化轨道理论，BF3的杂化轨道类型为sp2杂化。

-C2H4：每个碳原子有4个价电子，与另一个碳原子和2个氢原子形成共价键，没有孤电子对。根据杂化轨道理论，C2H4的杂化轨道类型为sp2杂化。

4.例题：判断下列分子的极性：

-H2O

-CH4

-NH3

解答：

-H2O：由于水分子的V形结构，氧原子带有部分负电荷，氢原子带有部分正电荷，因此H2O是极性分子。

-CH4：甲烷分子的正四面体结构使得正负电荷中心重合，因此CH4是非极性分子。

-NH3：氨分子的三角锥形结构使得氮原子带有部分负电荷，氢原子带有部分正电荷，因此NH3是极性分子。

5.例题：判断下列分子的立体构型与杂化轨道类型：

-HCN

-H2S

-PH3

解答：

-HCN：碳原子有