2.2.3价层电子对互斥模型 教学设计 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

《分子的空间结构（第三课时）》教学设计 课题 2.2.3价层电子对互斥模型 课 型 新课 学情分析 学生已经在上节课了解到不同分子具有不同的空间结构，认识到了分子空间结构的多样性和复杂性；如何去预测或表示不同分子的空间结构对学生而言是有一定困难的，需要进一步提升。本节内容学生需要学习从分子水平认识物质的结构和性质，培养学生的抽象思维能力，学会构建分子机构框架，为后续的学习打下基础。 教材分析 本节从分子结构的测定、三原子、四原子、五原子分子的立体构型为例，介绍典型分子立体构型；然后从价层电子对互斥理论和杂化轨道理论解释分子结构的多样性和复杂性，并根据上述理论判断简单分子和离子的构型。本节内容的素养功能是培养学生的“证据推理与模型认知”核心素养中的模型认知能力，知道VSEPR模型预测分子空间结构的流程。 设计理念 理解价电子对互斥理论模型的内容，学会利用价电子对互斥理论模型预测分子的空间结构。培养学生的“证据推理与模型认知”核心素养中的模型认知能力。 教学目标 【教学目标】 1．通过水分子和二氧化碳分子具有相同原子数，空间结构却不同的特点来帮助学生认识到分子空间结构的多样性和复杂性； 2．学会计算分子中的价电子对数和孤电子对数，并利用价电子对互斥理论模型预测分子的空间结构； 3.了解价层电子对互斥理论模型，并利用该模型预测简单分子的空间结构； 4．通过价层电子对互斥理论模型培养学生模型认知的化学学科核心素养。 【评价目标】 1．知道孤电子对数对分子空间结构的影响； 2．领悟VSEPR模型的实质是让分子总体能量最低最稳定； 3．运用VSEPR模型预测简单分子和离子的空间结构。 教学重点 重点：分子的空间结构、价电子对互斥理论模型的理解； 教学难点 难点：学会使用价电子对互斥模型去预测分子的空间结构。 教学方法 知识讲解法 问题驱动法 课前准备 PPT、教科书、相关习题等。 教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图 【设疑】 CO2和H2O同是三原子分子，为什么CO2是直线型，而H2O是“V”型呢？ 展示CO2和H2O的分子空间结构。 同为四原子分子的CH2O与NH3，他们的空间结构也不同，这是什么原因呢？ 展示CH2O和NH3的分子空间结构。 设置问题冲突，激发学生学习的好奇心；同时借助图像，将抽象问题形象化。 借助PPT展示相同原子数的分子其结构却不相同的例子，通过问题，引发学生思考，提高学生学习积极性。 【讲述】VSEPR模型提出的背景； 结合VSEPR模型的内容与提出的背景强化领悟这一模型的核心思想是能量最低最稳定； 一、价层电子对互斥理论 价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 VSEPR的“价层电子对”：是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 价层电子对数目的计算： 价层电子对数目= σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果 分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对 VSEPR模型可以用来预测分子的空间结构 理解、记忆 通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。 1. σ键电子对数——可由化学式确定 2.中心原子上的孤电子对数 中心原子孤电子对数= a——表示中心原子的价电子数 对主族元素：a＝　最外层电子数； x为与中心原子结合的 原子数 。 b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (1) σ键电子对可从分子式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量，π键的数目不计入在内。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。 （2）中心原子孤电子对数目 思考讨论，理解模型。 练习：计算H2O、NH3、SO3、NH4+、CO32－分子的孤电子对数。 几种分子或离子的中心原子上的空间构型 计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数 计算常见分子的价电子对数，会利用价电子对数目判断含孤电子对数的VSEPR模型，同时判断略去孤电子对数的分子空间结构。 选取价电子数不同，孤电子数不同的五种分子来说明VSEPR模型在具体预测分子空间结构中的步骤。 会利用价电子对数目判断含孤电子对数的VSEPR模型，同时判断略去孤电子对数的分子空间结构。 应用模型，巩固基础。 常见分子或离子的空间构型 总结根据价层电子对互斥模型判断分子的空间构型方法。 对于ABn型分子，利用VSEPR模型预测分子空间结构的思路： 强化利用VSEPR模型来判断分子的空间结构的程序化方法； 【思考与讨论】 1. H2O、NH3的键角分别是105°、107°，请解释原因。 【总结】 价层电子对之间的斥力 ①电子对之间的夹角越小，斥力越大。 ②分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子-成键电子。 ③由于三键、双键比单键包含的电子多，所以斥力大小顺序：三键＞双键＞单键 。 2. 确定BF3、NH4+、 SO32- VSEPR模型和它们的空间结构，并与同学讨论。 思考交流，认识价层电子对之间的斥力。 H2O、NH3的价层电子对均为4，H2O、NH3的的孤电子对分别为2、1，分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对 ＞成键电子-成键电子，故 H2O、NH3的键角分别是105°、107°。 BF3的价层电子对均为3， NH4+的价层电子对为4，两者孤电子对数为0，因此， VSEPR模型和它们的空间结构相同， BF3为平面三角形， NH4+为正四面体。SO32-的价层电子对为4，孤电子对数为1， VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形。 给出不同类型的分子和离子，讲解价电子对数和孤电子对数的计算方法以及预测分子空间结构的程序。 最后我们总结一下本节课所学知识 VSEPR模型与分子或离子的空间结构 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子 教学评价 通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性，培养学生宏观辨识与微观探析的素养：通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型，培养学生证据推理与模型认知的素养。 作业设计 1．下列分子或离子中含有孤电子对的是（ ） A．NH4+ B．CH4 C．SiH4 D．PH3 2. 应用价层电子对互斥理论推测BF3分子的空间构型（ ） A．平面三角形 B．四面体形 C．直线形 D．“V”形 3. 下列物质的空间结构与NH3相同的是（ ） A．H3O+ B．CH4 C．H2O D．CO2 4. 氯化亚硫(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的空间结构说法正确的是（ ） A．直线形 B．四面体形 C．三角锥形 D．“V”形 5. 下列分子或离子中，价层电子对互斥模型与分子或离子的空间结构不一致的是（ ） A．NH3 B．SO3 C．CCl4 D．CO2 板书设计 教学反思 本节从价层电子对互斥理论解释分子结构的多样性和复杂性，并根据上述理论判断简单分子和离子的构型。通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性，培养学生宏观辨识与微观探析的素养：通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型，培养学生证据推理与模型认知的素养。 学科网（北京）股份有限公司 $$