2.3.1分子结构与物质的性质 第一课时 共价键的极性 教学设计 2024-2025学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

《分子结构与物质的性质 教学设计》 第三节：分子结构与物质的性质 第一课时：共价键的极性 1、 教材分析 （1） 课标分析 依据课标中主题 3"物质结构基础与化学反应规律"的要求，学生应当认识共价键的本质和特征，知道共价键可分为极性和非极性共价键，掌握判断极性分子与非极性分子的方法，理解键的极性对物质性质的影响。本课时的学习，主要培养学生 “宏观辨识与微观探析” “证据推理与模型认知”核心素养，帮助学生建立“结构决定性质”的化学观念。 （2） 课本分析 本节课位于人教版化学选修二第二章第三节，是分子结构理论的重要组成部分。教材从共价键的极性本质入手，结合具体分子模型分析极性分子与非极性分子的区别，并通过实验数据说明键的极性对不同羧酸酸性的影响。内容上承必修阶段的化学键基础和第一节的共价键成键本质，下启分子空间结构、分子极性对分子性质的影响的学习，具有重要的知识衔接作用。 2、 学情分析 在之前的学习中，学生已经掌握了共价键的形成条件与本质，熟悉价层电子对互斥模型，并能够根据模型判断简单 ABn 型物质的空间结构。同时，学生也了解电负性概念以及元素电负性存在的差异。 然而，学生在部分知识理解和应用上仍面临一些挑战。尽管学生知道分子整体表现为电中性，却难以深入到微观层面，去理解电中性分子内部存在偶极这一看似矛盾的现象。此外，在化学键和分子的相关概念中，学生们常常混淆键的极性与分子极性的关系，无法清晰分辨二者的差异和联系。同时，在将键的极性与物质的性质，如酸性等建立关联时，学生也难以把握其中的内在逻辑。 3、 教学目标 （一）能通过电负性差异判断共价键的极性，建立 “键的极性源于原子对电子吸引力不同”的微观认识。能从键的极性角度解释不同分子性质差异，建立“结构决定性质”的意识。 （二）能够运用VSEPR模型判断分子结构，再根据正负电荷中心是否重合的判据来判断分子的极性。能运用键极性模型预测分子的化学性质。 4、 教学重难点 （一）重点 1、共价键极性的判断依据（电负性差值） 2、极性分子与非极性分子的判断依据 3、键的极性对物质化学性质的影响 （2） 难点 1、键极性与分子极性之间的联系 2、微观原子 5、 教学过程 课堂流程 具体过程 设计意义 流程1：以水分子为例，认识分子的极性和判断分子极性的依据。 【问题1】微波炉加热原理是什么？ 【演示动画】微波炉工作时，内部会产生频率很高的交变磁场。水分子模型随着磁场改变，不断改变分子的朝向。 【观察现象】氧分子保持指向正极，氢分子保持指向负极。这说明水分子内部存在正负电荷中心。 【静电势能图】通过量子力学的计算可以得到水分子的表面静电势能图。颜色表示静电势的数值。越接近红色，代表电子云密度越大；越接近蓝色，代表电子云密度越小。由势能图可知，水分子的氧原子带负电，而两个氢原子带正电。 【讲解】微波炉工作时，内部会产生高频率的交变磁场。水分子的正电中心和负电中心不重合，可以随着磁场方向的改变而快速定向转动。频繁转动的水分子因相互间不断的摩擦，使电磁能最终转化为热能。 【小结】分子内正电中心和负电中心不重合的分子就叫做极性分子。分子内正电中心和负电中心重合的分子，叫做非极性分子。 利用问题创设情境，引入教学内容。通过观察动画和水分子的静电势图，介绍极性分子的定义。培养学生“宏观辨识与微观探析”的素养。 流程2：认识共价键的极性和判断共价键极性的依据 【问题2】为什么水分子的正电中心和负电中心不重合？ 【回顾】①电负性：是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强。②共价键的本质：分子所含原子的原子轨道重叠形成分子轨道，原子轨道中的电子填入成键分子轨道。且成键电子对会偏向电负性更强的原子。③图片：HCl和Cl2的σ键形成图。 【讲解】回顾已学知识，我们知道电负性更强的原子吸引电子的能力越强。因此在形成共价键时，成键电子对会偏向于电负性更强的原子。观察图中的两个例子，HCl的σ键上的电子对更多偏向于电负性强的Cl，因此H原子带正电，Cl原子带负电。而氯气的σ键上电子处在键的中心，因为二个氯原子的电负性相同，不会发生电子对的偏移。 【小结】由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移。把电子对发生偏移的共价键，叫做极性共价键；把电子对不发生偏移的共价键，叫做非极性共价键。 利用问题驱动教学进度，回顾已学知识，在学生已有的认知基础上建立新的共价键极性的概念。培养学生“宏观辨识与微观探析”的素养。 流程3：通过具体例子的学习，认识共价键的极性与分子的极性之间的关系。 【板书回答问题2】书写水分子的结构式，分析元素的电负性和键的极性，指出O-H为极性键，且电子对向氧原子偏移，因此氧原子带负电，氢原子带正电。因为只有一个氧原子带负电，因此水分子的负电中心就在氧原子上。又因为有两个氢原子带正电，因此水分子的正电中心在两个氢原子连线的中点处。由此可知，水分子的正电中心和负电中心不重合。 【问题3】共价键的极性与分子极性之间有必然的联系吗？ 【演示】以H2O和CO2分子为例，比较键极性和分子极性之间的关系。 【小结】分子极性的判断依据是看分子的正负电荷中心是；否重合。而正负电荷中心的位置由共价键的极性和分子的空间结构共同决定。 回答问题2，引出问题3，引导学生思考键极性与分子极性之间的关系。培养学生的“证据推理与模型认知”素养。 流程4：建立分子极性的判断模型，判断常见和陌生分子的极性 【判断模型】根据上图，可以得出分子极性的判断模型。以CO2为例，讲解判断模型 【讲解向量法】在判断共价键的极性和分子的空间结构后，我们可以用向量法来确定正负电荷中心是否重合。规则：①单位向量的方向规定为δ+指向δ-；②电子偏移程度越大，向量的绝对值越大；③若所得向量不为0，则为极性分子，否则为非极性分子。 【练习】判断O3分子的极性 【拓展】判断PCl3F2分子的极性。 建立分子极性判断模型，以CO2为例进行讲解，再让学生进行练习与提升。培养学生“证据推理与模型认知”素养。 学科网（北京）股份有限公司 $$