高中化学选修物质结构与性质教案-4.1分子构型与物质的性质5-苏教版

价层电子对互斥理论（VSEPR 理论） 一、概述 课程标准解读：认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简 单分子或离子的构型。在价层电子对互斥理论这节课中要让学生学会用这个理论判 断简单常见的分子或离子的构型。 教材解读：一般在高二下学期授课。价层电子对互斥理论是苏教版《化学》选 修专题 4 第一单元的内容，是高中化学新课程教材中新增的内容，它基于共价键分 类、键能、键长、键角、电子式的书写等基础知识，预测 ABm 型共价分子的立体 构，使学生对已有认知中“CO2 分子为直线型、H2O 分子为 V 型、CH4 分子为正四 面体型”等知识有更深层的认识。专题三的共价键为其做了铺垫，杂化轨道理论在 作用上又与其有相似之处，为后面配合物的学习提供理论依据。 二、教学目标分析 1、掌握价层电子对互斥模型的理论要点； 2、掌握应用价层电子对互斥模型判断分子立体结构的方法； 3、了解影响分子几何构型的因素。 通过学习，激发对新问题的探究兴趣，学会用价层电子对互斥理论预测简单分子 或离子空间构型的方法步骤，通过对分子立体构型的探究，培养学生严谨认真的科 学态度和空间想象能力，落实证据推理与模型认知核心素养。 三、学情分析 学生“起点能力”分析：对共价键分类、键参数、电子式的书写等基础知识有 一定的掌握，对“由相同数目的原子组成的分子，其构型有很大差异”的疑问是其 学习价层电子对互斥理论的驱动力 学生“认知方式”分析：学生逻辑思维能力较差，空间想象力较弱，对类似“孤 对电子数的计算”理解不够，不少学生死记硬背，不能够灵活运用和处理。 四、教学重难点 重点：价层电子互斥模型（VSEPR 理论）的基本要点。分子或离子的空间构型；利 用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的立体结构 难点：建立价层电子互斥模型，掌握利用价层电子互斥模型判断分子结构的方法。 价层电子对数的计算。 五、教学策略选择与设计 设计使用气球模型通过学生建模实践，结合讲授、提问，共建模型，归纳、讨 论，多媒体演示，师生互动等环节，降低学习难点，提高学生学习兴趣。 六、教学资源与工具设计 网络多媒体，视频，seewo，气球 七、教学过程 引言：化学键理论的主要目标是解释分子的结构，更重要的是希望能够预见分 子结构。上一节介绍的在电子配对法基础上发展起来的杂化轨道理论在解释共价分 子的空间构型是比较成功的。在 20 世纪 40 年代，又发展起来一种在概念上极为简 单并在推断分子几何结构上取得显著成就的理论，叫做价层电子互斥模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion，简称为 VSEPR 理论)。该理论 1940 年,最初由西 奇威克(N.V.Sidgwick)和坡维尔(H.M.Powell)提出，20 世纪 50 年代由吉列斯比 (R.J.Gillespie)和尼霍尔姆(R.S.Nyholm)进一步发展了该理论。价层电子对理论 较简单，在应用这个理论时根本不需要用原子轨道的概念，可较好地解释、判断和 预见许多共价分子或离子的空间几何构型。价层电子对互斥理论是现代价键理论的 重要内容之一。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入 讲述反应停事件并投影 VSEPR 理论发展历史 观看并思考 激发学生学习兴趣 新课讲授： 一、价 层 电 子对互斥理 论定义 从 英 语 最 本 义 的 意 思 解 说 VSEPR 理论 阅读教材 P70，分子 中 的 价 电 子 对 (vp) [包括成键电子对(bp) 和孤电子对(lp) ] 由于相互排斥作用， 而趋向于尽可能彼此 远离以减小斥力，分 子尽可能采取对称的 空间构型。 讨论并发言，总结此 概念内涵，三个要点 提高学生自主学习能 力 1、识别中心 原子 2、互斥力与 空间构型 3、界定互斥 范围及大小 影响因素 投影 CO2 NH3 CH4 PCl3 SO2 BeCl2 NH4+ CO32- CH2O BF3 讨论判断 ABm 型分 子中心原子 鼓励学生大胆发言 投影价电子对数 2 3 4 5 6 直线 三角形 正四面体 三角双锥八面体 空间构型 用磁铁，用气球进行 模型建构并真实感受 互斥力 模型认知角度实践理 论，而不是记忆理论 投影讲解并播放视频： 价层电子对=成键电子对 + 孤对电子对 一般规律是： 1） 电子对之间的夹角越小排 斥力越大； 2）孤对电子对-孤对电子对 > 孤对电子对 -键电子对> 成 键电子 -成键电子对 lp-lp > lp-bp> bp-bp 观看视频，理解概念 通过视频，学生能更 直观形象，容易理解 概念 二、计算价层 电子对数 讲授 ABm 型分子或离子计算 Vp=m+ 1/2[A 族价-(8-B 化合 价)·B 个数 m ± 离子电荷 相应的电子数 练习计算 CH4 NH3 H2O CO2 BCl3 SO2 SO42- 突破难点 三、预测判断 分子构型 投影并归纳方法 完成表一，并拓展表 二内容。表一表二如 学以致用，让学生应 用所学理论进行预测 下 判断分子构型 四、练习 用 seewo 实现师生互动 学生合作完成练习 NH4+ SO32- NO2+ I3+ ClO4- OF2 让学生在宽松开心的 练习中巩固理论 表二 价电子对数 VSEPR 模型 孤电子对数 分子形状 例 2 直线形 0 直线形 BeCl2、CO2 3 平面正三角 形 1 平面正三角 形 BCl3 3 V 字形 (角形、弯曲 形) SO2 4 正四面体 0 正四面体 CCl4 1 三角锥 NH3 2 V 字形 (角形、弯曲 形) H2O 5 三角双锥 0 三角双锥 PCl5 1 变形四面体 (跷跷板形) TeCl4 2 T 字形 ClF3 八、总结与反思 不是所有的分子或离子都能用价层电子对互斥理论来推测其空间构型，但是统 计表明，对于我们经常遇到的分子或离子，特别是以非金属原子为中心的单核分子 或离子，都能用这一理论预测其空间构型。理论教学不应局限于识记层面，要尽可 能使用各种各样的教学手段赋予学生不同认知方式，提高学生的认知水平。从微粒 观，能量观角度分析，培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力，落实证据推 理与模型认知核心素养。核心素养不是空中楼阁，是可以在课堂教学中通过巧妙的 设计落地生根。本节设计基于证据推理与模型认知核心素养落实，从“玩”气球开 始，到“玩”练习结束，很好地突破难点，掌握价层电子对互斥理论，落实核心素 养。 尝试全程使用全英文视频，现代网络环境下的学生对英文原版的电影等接受程 度高，让学生从英文本义理解概念，十分有必要。 板书设计 价层电子对互斥理论 一、定义 二、计算 ABm 型分子或离子 价层电子对数 Vp＝ σ键电子对数 Bp+中心原子的孤对电子对数 Lp＝ m+1/2（a-mb） 3 直线形 I3 - 6 正八面体 0 正八面体 SF6 1 四方锥 IF5 2 平面十字形 ICl4 3 T 字形 4 直线形 1、σ键电子对数可由分子式或者结构式确定 2、A 的孤对电子数=1/2（a-mb） a 为 A 的价电子数 x 为与 A 结合的原子数 b 为与 A 结合的原子最多能接受的电子数（氢为 1，其他原子等于“8-该原子的 价电子数”） 3、阴、阳离子的 a 值分别为 A 的中心原子的价电子数加上、减去离子的电荷数 三、练习 四、小结