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視頻標簽：雜化軌道理論
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：蘇教版高中化學選修物質結構與性質《雜化軌道理論》海南省優課
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《雜化軌道理論》教學設計
課 題 雜化軌道理論
課 型
新授課
時 間
2019．6.15
教材分析
1.課標解讀
《普通高中化學課程標準（2017年版）》選擇性必修模塊《物質結構與性質》中“主題2:微粒間的相互作用與物質的性質”指出“2.3分子的空間構型”的內容要求：結合實例了解共價分子具有特定的空間結構，并可用相關理論和模型進行解釋和預測。指導分子的結構可以通過波譜、晶體X射線衍射等技術進行測定。此外，這部分內容的學習要求明確為“能根據給定的信息分析常見簡單分子的空間結構，能利用相關理論解釋簡單共價分子的空間結構”。 課標中提及的“相關理論”是指價電子對互斥模型和雜化軌道理論。課
標中對于此部分內容的核心教學策略主要是注重學生對概念的理解 和認識的發展與重視化學史內容，增強對化學發展過程的體驗。 2.教材解讀
本節內容選自高中化學蘇教版選修3專題4第一單元的內容。雜化軌道理論位于共價鍵和價層電子對互斥理論之后，對價鍵理論進行了完善和豐富，很好地解釋了多原子分子的空間構型，并且形象地解釋了原子之間的成鍵過程、有關物質的空間結構及其穩定性。同時也對后續配合物和晶胞的學習奠定了空間想象基礎。因此雜化軌道理論在本模塊的學習中起著承上啟下的作用。
學情分析
學生已經學習了原子的結構與性質，價鍵理論和價層電子對互斥理論，學會了運用價層電子對互斥理論來判斷簡單分子的空間構型。高二學生思維敏捷，好奇心強，動手能力強，但空間想象力弱，而本節對學生空間想象力和抽象思維能力要求較高。
運用歸納的學習方法概括雜化軌道理論的要點、應用對比、類比等學習方法利用雜化軌道理論分析常見簡單分子的立體構型。如果對原子結構和價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容的學習。
教學目標
1.通過學習雜化軌道理論的提出背景，感悟“提出假設”的創新科學探究精神，通過學習雜化軌道理論的基本要點，掌握sp、sp2
、sp3
三種主要的雜化軌道類型。
2.通過定量計算，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，體會證據推理對于科學研究的意義。
3.結合實例，根據給定的信息分析常見簡單分子的空間結構，采用圖解的方式強化微觀探析意識，通過比較、討論的方法學習新知，培養分析、歸納能力和空間想象能力。
4.建構雜化軌道理論解釋分子立體構型的認知模型，能用雜化軌道原理解釋常見分子的成鍵情況與空間構型，進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習，激發學習興趣，提高學生對探究物質結構的興趣，感受物質結構與性質的奇妙。
2
評價目標
1.通過課前預學案的布置，診斷學生關于價層電子對互斥理論的理解水平和認識分子的立體構型的水平。
2.通過概況雜化理論的基本要點（雜化過程中原子軌道在能量、數目、形狀、伸展方向等方
面的變化）的書寫表達，診斷學生對于雜化軌道理論的理解。
3.通過畫圖表達及分組討論BF3、BeCl2的中心原子雜化過程以及各原子的成鍵過程，診斷學生對于雜化理論分析分子立體構型的認識思路的結構化水平。
教學重點
建構雜化軌道理論解釋分子立體構型的認知模型。 用雜化軌道原理解釋常見分子的成鍵情況與空間構型。
教學難點 中心原子雜化類型的確定
教法學法
教法：多媒體輔助教學法、問題驅動法、啟發引導法、思維導圖法 學法：合作學習、實驗探究、類比學習、對比學習、自主分析
教學環節 教師活動 學生活動
溫故知新
預案先行：
布置課前預習案，為新課的學習奠定基礎。 ABn 型分子的VSEPR模型和立體結構
回顧舊知 獨立完成
情境導入
喚起注意：
自然界中存在許多宏觀物質，它們擁有怎么的微觀結構呢?為了探究微觀分子的立體結構，科學家們做出許多努力，一方面企圖實驗測定，另一方面嘗試構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測分子構型的價層電子對互斥理論和可以進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，其分子組成為CH4。
①寫出碳原子的價電子排布圖，依據共價鍵的飽和性其分子組成應為CH2 ,這與實際是否相同？
②用價電子對互斥理論預測，甲烷的空間構型如何？鍵角多少？ ③按已學過的價健理論能否解釋甲烷分子立體構型？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型，美國化學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：鮑林認為基態碳原子的2s軌道上的一個電子在外界影響下會激發到2p軌道，能量接近的2s和3個2p軌道重新組合形成4個能量相同的sp3雜化軌道，這四個軌道中分別有一個單電子，當它們與四個氫原子化合時即可構成組成為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構。
合作學習
任務一：雜化軌道理論要點梳理
閱讀教材P39-41相關內容，歸納以下問題： ①軌道雜化后在數目，形狀，能量上是否發生變化？ ②雜化軌道的構型與分子的立體構型有何聯系？
①雜化軌道的能量變化：通過給予相關的能量變化信息求解，比較，感受雜化的意義。
②雜化軌道的數目關系、形狀變化、伸展方向：通過動畫演示，讓學生總結歸納。
閱讀思考
書寫回答
5
引導啟發，概括歸納：
計算思考，整合信息
觀看動畫，想象、思考
6
總結，歸納
實踐活動：
小組合作，利用氣球制作簡易的sp3
、sp2
、sp雜化軌道模型。
通過動手實踐，感受雜化軌道的立體構型，通過氣球間的斥力體會中心原子價電子對的斥力
任務二：sp3
雜化分析
結合下圖，小組討論，用簡要的語言描述甲烷空間構型形成過程。 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的立體構型。 及時矯正：
整合信息，獨立思考，
小組討論，交流見解
7
針對學生講解存在的問題展開相應的點評與矯正。 模型構建：
教師結合學生的解說，板書重點，引導學生梳理利用雜化軌道理。論解釋分子構型的一般認知模型：
思考，概括 記錄，內化
任務三：sp2
與sp雜化分析 構型預測：
請用價層電子對互斥理論預測BF3與BeCl2分子的空間構型如何？鍵角為多少？ 信息鏈接：
①BF3是平面正三角形構型，分子中鍵角均為120º. ②氣態BeCl2是直線型分子構型，分子中的鍵角為180 º 類比分析：
請依據以上信息，類比CH4空間構型的形成過程，請用圖示表達BF3與BeCl2的空間結構形成過程。
計算，思考
靜思書寫，獨立作答，畫圖表達
小組討論，填寫學案 利用制作的氣球模型模擬分子中個原子的成鍵過程（電子云重疊）
8
引導展示：
有請小組代表展示，上臺板演并解說。 模型應用：
① ①認知模型：引導學生利用分析甲烷時構建的雜化軌道理論解釋分子立體構型的認知模型，用標準化的語言有邏輯地進行表述。 ② ②實物模型：引導學生利用實踐活動時制作的氣球模型模擬分子
各個原子的成鍵過程。 動畫播放：
與學生解說的同時，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生上臺板演
視頻來源：優質課網 www.m.fsyixinda.com
