新教材高中化学 第2章 分子结构与性质 第2节 第1课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构价层电子对互斥模型教学设计 新人教版选择性必修2

新教材高中化学第2章分子结构与性质第2节第1课时分子结构的测定多样的分子空间结构价层电子对互斥模型教学设计新人教版选择性必修2课题课时设计思路本课时以“分子结构的测定”为主题，通过引导学生运用价层电子对互斥模型（VSEPR模型）分析分子的空间构型，帮助学生掌握分子结构的测定方法。教学过程中，结合教材内容，设计实验、讨论、合作探究等活动，使学生通过实验观察、数据分析和思维训练，深入理解分子结构与性质之间的关系。核心素养目标培养学生科学探究精神，通过实验观察和数据分析，提高学生运用VSEPR模型解决实际问题的能力；增强学生化学符号表达和应用能力，提升学生的化学科学思维；培养学生合作学习的意识和团队协作能力，培养严谨的科学态度和批判性思维。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已具备基础的化学知识，包括原子的电子排布、化学键类型、基本的分子结构和性质等。对价层电子对互斥模型（VSEPR）有一定了解，但可能未深入掌握其应用。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对化学学科表现出一定的兴趣，特别是对实验和实际应用方面。学习能力方面，部分学生具备较强的逻辑思维和动手操作能力，能快速掌握新知识。学习风格上，学生倾向于通过实验操作和合作学习来提高学习效果。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

部分学生对化学符号和模型的理解存在困难，可能难以将理论知识与实验现象相结合。此外，学生在运用VSEPR模型分析分子结构时，可能会遇到空间想象能力不足、无法准确判断电子对排列的问题。同时，学生在合作学习中可能面临沟通不畅、分工不明确等挑战。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方法，讲解VSEPR模型的基本原理，并通过实例分析强化理解。

2.设计实验活动，让学生通过实验观察分子的空间结构，培养动手能力和观察力。

3.利用多媒体展示分子结构的三维模型，帮助学生直观理解空间结构。

4.引入案例分析，引导学生运用VSEPR模型解决实际问题，提高问题解决能力。

5.通过小组合作学习，促进学生之间的交流与互动，共同探讨分子结构的测定方法。教学流程1.导入新课

详细内容：

教师通过展示生活中常见的分子模型，如水分子、二氧化碳分子等，引发学生对分子结构的兴趣。提问：“同学们，你们知道这些分子是如何排列的吗？它们的空间结构是怎样的？”以此引出本节课的主题——分子结构的测定。

2.新课讲授

（1）讲授VSEPR模型的基本原理，介绍价层电子对互斥理论，并举例说明。

用时：5分钟

（2）讲解VSEPR模型的应用步骤，包括确定中心原子、计算价电子对数、判断分子空间构型等。

用时：5分钟

（3）分析典型分子的空间结构，如水分子、氨分子、甲烷分子等，引导学生运用VSEPR模型进行判断。

用时：5分钟

3.实践活动

（1）学生分组进行实验，观察不同分子在溶液中的空间结构，如硫酸铜晶体、氯化钠晶体等。

用时：10分钟

（2）学生利用VSEPR模型分析实验结果，得出分子的空间结构。

用时：10分钟

（3）学生分享实验心得，讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。

用时：5分钟

4.学生小组讨论

（1）讨论VSEPR模型在不同分子中的应用，如有机分子、无机分子等。

举例回答：在有机分子中，我们可以利用VSEPR模型预测分子的空间构型，如甲烷分子、乙烯分子等。

（2）讨论VSEPR模型在化学实验中的应用，如晶体生长、分子间作用力等。

举例回答：在晶体生长实验中，我们可以利用VSEPR模型预测晶体的空间结构，从而指导实验操作。

（3）讨论VSEPR模型在实际问题中的应用，如药物设计、材料科学等。

举例回答：在药物设计中，我们可以利用VSEPR模型预测药物分子的空间构型，从而优化药物结构。

5.总结回顾

内容：

教师引导学生回顾本节课所学内容，强调VSEPR模型在分子结构测定中的重要性。总结本节课的重难点，如VSEPR模型的应用步骤、典型分子的空间结构等。提醒学生在课后继续巩固所学知识，并尝试运用VSEPR模型解决实际问题。

用时：5分钟

总计用时：45分钟知识点梳理1.分子结构的测定

-分子结构的定义：分子中原子之间的空间排列和化学键的类型。

-分子结构测定的方法：X射线晶体学、核磁共振（NMR）、红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、质谱（MS）等。

2.价层电子对互斥模型（VSEPR模型）

-VSEPR模型的基本原理：分子的空间构型由价层电子对之间的互斥作用决定。

-电子对数的计算：包括成键电子对和孤对电子。

-分子空间构型的判断：根据电子对数和电子对之间的互斥作用，预测分子的几何形状。

3.分子空间构型的类型

-线形分子：如CO2、BeCl2。

-平面三角形分子：如BF3、SO3。

-三角锥形分子：如NH3、NF3。

-四面体分子：如CH4、CCl4。

-针形分子：如PF5。

-短轴扭曲形分子：如H2O。

4.分子极性

-分子极性的定义：分子中电荷分布的不均匀性。

-分子极性的判断：通过比较分子中原子电负性的差异和分子的空间构型。

-分子极性的影响因素：原子的电负性、分子的空间构型、键的极性等。

5.分子间作用力

-分子间作用力的类型：范德华力、氢键、偶极-偶极相互作用、离子键等。

-分子间作用力对分子性质的影响：熔点、沸点、溶解性等。

6.分子结构与性质的关系

-分子结构对物理性质的影响：如熔点、沸点、密度等。

-分子结构对化学性质的影响：如反应活性、反应类型、产物等。

7.实验技术在分子结构测定中的应用

-X射线晶体学：通过X射线衍射分析晶体结构。

-核磁共振（NMR）：通过原子核的磁共振现象研究分子的结构和动态。

-红外光谱（IR）：通过分子振动和转动吸收红外光来分析分子结构。

-紫外光谱（UV）：通过分子的电子跃迁吸收紫外光来研究分子的电子结构。

-质谱（MS）：通过分析分子或原子的质荷比来确定其结构和质量。

8.分子建模与计算

-分子建模：使用软件模拟分子的三维结构。

-分子计算：使用计算化学方法预测分子的性质和反应路径。

9.分子结构与生物系统

-分子结构与生物大分子的关系：如蛋白质、核酸、酶等。

-分子结构与生物功能的关系：如酶的催化活性、蛋白质的功能域等。

10.分子设计与合成

-分子设计：根据分子的结构和性质设计新的分子。

-分子合成：通过化学合成方法制备具有特定结构的分子。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课本练习题：选择VSEPR模型分析以下分子的空间构型，并解释你的答案。

-H2O

-NH3

-CH4

-BF3

-PF5

2.设计一个实验方案，利用VSEPR模型预测并验证一个简单分子的空间结构。实验方案应包括实验目的、原理、步骤、预期结果和数据分析。

3.撰写一篇短文，讨论分子结构对其物理和化学性质的影响，并举例说明。

作业反馈：

1.对学生的练习题答案进行批改，检查是否正确应用了VSEPR模型，是否能够合理解释分子的空间构型。

2.对实验方案进行评估，检查实验设计的合理性、步骤的完整性以及预期结果的合理性。

3.对短文进行评价，关注学生的观点是否清晰、论据是否充分、结构是否合理。

在反馈过程中，教师应注重以下几点：

-针对学生的错误，给出具体的错误原因和纠正方法，避免简单的对错评判。

-对学生的亮点给予肯定，鼓励学生继续努力。

-对于实验方案和短文，提供具体的改进建议，如如何优化实验步骤、如何加强论据的支撑等。

-通过作业反馈，帮助学生巩固所学知识，提高解决问题的能力，并激发学生的学习兴趣。课后作业1.实践题：

分析以下分子的空间构型，并解释你的答案。

-H2O：预测为弯曲形（角形），因为氧原子有两个孤对电子，与两个成键电子对形成四面体结构，但由于孤对电子的排斥作用，分子呈弯曲形。

-NH3：预测为三角锥形，因为氮原子有一个孤对电子和三个成键电子对，形成四面体结构，孤对电子使分子呈三角锥形。

2.应用题：

利用VSEPR模型预测并解释以下分子的极性。

-CHCl3：预测为极性分子，因为中心碳原子与三个氯原子和一个氢原子形成四面体结构，氯原子比氢原子的电负性大，导致分子有净偶极矩。

-CCl4：预测为非极性分子，因为中心碳原子与四个氯原子形成正四面体结构，分子对称，偶极矩相互抵消。

3.分析题：

解释为什么BF3分子是非极性的，而BF3分子的同族元素BF4-是极性的。

-BF3分子是非极性的，因为它具有平面三角形结构，对称性使得偶极矩相互抵消。BF4-是极性的，因为它具有四面体结构，中心硼原子上的孤对电子导致分子不对称。

4.综合题：

分析并预测以下分子的空间构型和极性。

-NO2+：预测为弯曲形（角形），因为氮原子有一个孤对电子和两个成键电子对，形成三角平面结构，孤对电子导致分子弯曲。

-SO3：预测为平面三角形结构，因为硫原子