第二章 分子结构与性质解读 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

2019年人教版《物质结构与性质》 第二章《分子结构与性质》解读 1 2 1 2 3 4 内容目标 教学设计 教学素材 章节框架 第二章《分子结构与性质》解读 1 章节框架 人教版《物质结构与性质》教材按“原子→分子→巨分子（晶体、配合物和超分子）”的逻辑顺序编排内容。在第二章中围绕粒子间的相互作用，重点探讨共价键的本质和特征，介绍共价分子中原子的空间分布，解释与预测分子的空间结构，认识分子结构与性质间的相互关系，它讲述了原子与原子，原子与分子，分子与分子之间的作用，是本教材学习内容的核心内容，同时为其他选修模块的学习提供理论基础。 1 章节框架 分析、解释、推测 微观结构 宏观性质 决定 2 内容目标 共价键 1-1 共价键 第一部分教材首先从原子轨道重叠得视角进一步认识共价键的本质和特征，通过图片的方式描述原子轨道重叠并形成共价键的过程。由于不同的重叠方式，而呈现不同对称方式：轴对称和镜面对称，从而形象地引出了共价键的主要类型—σ键和π键。 接着教材设置了一个探究，让学生自主地进一步认识σ键和π键，要求学生探究共价双键和三键中的π键的形成。 必修教材向选修教材的延伸，是共用电子对理论的发展和深化，是知识和认知不断进阶的过程。 01 2 内容目标 01 共价键 第二部分教材教材直接给出键能和键长的概念，并用表格列出了某些共价键的键能和键长，并通过“思考和讨论”的具体问题让学生运用键参数解释对分子性质的影响。并且教材直接例举说明键长和键能之间的相关性。 同样教材介绍键角时，直接给出概念，并通过CO2、H2O的键角，说明键角与分子空间结构的关系。并且最后指出键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。 深化原有认识方式，完善现代化学知识体系，对相关知识从识记层次上升到理解层次，要求学生能用数据解释具体的性质问题，进行论证推理，同时为学习其它模块提供了理论基础。 1-2 键参数 2 内容目标 共价键 本质：原子轨道重叠 特征：具有方向性和饱和性 键能： σ键 π键 成键方式： 键参数： 键长： 键角： 衡量共价键的稳定性 描述分子的空间结构 通过微观分析成键本质和键参数的学习，发展对宏微结合的认识层次，培养学生“微观探析与宏观辨识”素养。 通过键参数与宏观物质性质的论据推理和推理论证，培养学生“证据推理和模型认知”核心素养。 2 内容目标 分子的空间结构 2-1 分子有空间结构 第一部分教材设置了两个内容，首先简单介绍了红外光谱测定分子结构的原理和方法特征，并配有照片、图谱，紧接着通过图片的方式介绍了分子的空间结构模型，有三原子分子、四原子分子、五原子分子等，让学生感受到分子空间结构的多样性。 科学•技术•社会 02 直观 2 内容目标 分子的空间结构 2-2价层电子对互斥模型 第二部分教材基于CO2、H2O、CH2O、NH3分子的空间结构各异，从而提出价层电子对互斥（Valence Shell Electron Pair Repulsion）模型，教材着重介绍了运用价层电子对模型如何预测分子的空间结构。 02 a为中心原子的价电子数 b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（H为1,其他原子为8-价电子数） x为与中心原子结合的原子数 互相排斥、尽可能远离、能量最低 确定VSEPR理想模型 2 内容与目标 价层电子对互斥模型 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 VSEPR 模型 VSEPR 模型名称 分子空间 结构 分子空间 结构名称 CO2 2 0 2 直线形 直线形 CO32- 3 0 3 平面三角形 平面三角形 SO2 2 1 3 平面三角形 V形 CH4 4 0 4 正四面体形 正四面体形 NH3 3 1 4 四面体形 三角锥形 H2O 2 2 4 四面体形 V形 2 内容目标 直线型 平面三角形 四面体形 平面三角形 V形 正四 面体形 三角 锥形 V形 计算(中心原子) 价层电子对数 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 确定VSEPR理想模型 略去孤电子对得到分子空间结构 + 2-2价层电子对互斥模型 2 3 4 2 内容目标 分子的空间结构 2-3 杂化轨道理论简介 第三部分教材以熟知的甲烷空间结构为例，引入杂化轨道理论，通过图片呈现，介绍sp3、sp2 、 sp杂化。并用表格的方式例举分子空间结构与中心原子杂化轨道类型，最后设置“研究与实践”，要求学生搭建分子的空间结构模型。 02 2 内容目标 2-3 杂化轨道理论简介 CH4 NH3 H2O 不等性杂化 等性杂化 2 内容目标 2-3 杂化轨道理论简介 BF3 2 内容目标 2-2 杂化轨道理论简介 价层电子对数 VSEPR理想模型 杂化轨道类型 2 直线形 sp 3 平面三角形 sp2 4 正四面体形 sp3 杂化轨道用于σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对 形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上 中心原子价层电子对数 2 内容目标 杂化条件：杂化的一定是中心原子 在外界条件影响下 能量相近的轨道才能杂化（s、p） 杂化前后：变化：轨道的成分、能量、形状、方向 不变：原子轨道数目 杂化理论要点 杂化特点：更有利于轨道间的重叠 空间最大夹角分布 分子空间结构最稳定 2-3 杂化轨道理论简介 2 内容目标 分子的空间结构 分子有空间结构的 预测简单分子的空间结构 解释简单分子的空间结构 ：价层电子对互斥模型 ：杂化轨道理论 从构建模型，解析模型，论据推理的角度研究物质结构的过程建立观念性认识，促进学生“证据推理和模型认知”素养的发展。 了解科学家到通过不断地积累，在科学探究的基础上继承与批判，推动物质结构理论的进步与创新，认同“物质结构的探索是无止境的”的同时，了解探索物质结构的重要意义和基本方法，拓展科学思维和科学研究的方法，养成敢于质疑，勇于创新的精神。 02 2 内容目标 03 分子结构与物质的性质 共价键的极性 分子间的作用力 分子的手性 键的极性 键的极性对 化学性质的 影响 分子极性 分子结构修饰 第一部分教材结合实例介绍了极性分子和非极性分子，以及怎样去判断分子的极性。值得注意的是教材中的资料卡片中特别介绍了O3的分子的极性，为教材中“只含非极性键的分子一定是非极性分子”提供反例。 这是教材防止学生过程中出现了一些绝对性的结论，为学生以后的学习和成长提供空间。 2 内容目标 03 分子结构与物质的性质 共价键的极性 分子间的作用力 分子的手性 范德华力及其对物质性质的影响 氢键及其对物质性质的影响 对溶解性的影响 第二部分教材直接介绍了范德华力及特征，并通过表格数据，来说明范德华力对物质的熔沸点的影响。 接着以水为例，直接介绍氢键的形成条件和常见类型，以及氢键对熔沸点的影响。 教材直接给出“相似相溶”规律，并进行举例说明，并设置了思考与讨论，让学生运用此规律解释实际问题。 不在同一直线 同一直线 从微观结构的视角去解释一些化学现象、预测物质的有关性质，提升学生对物质性质的解释能力和理解能力，发展“变化观念”。 2 内容目标 03 分子结构与物质的性质 共价键的极性 分子间的作用力 分子的手性 通过图示简单介绍了手性异构体及手性分子的概念，以及手性分在生命科学和药物方面的应用。 增加可读性和趣味性 03 分子结构与物质的性质 2 内容目标 可以帮助学生对相关知识从识记层次上升到理解层次，拔高学生对物质宏观性质的认识层次，更可在归纳概括之后形成统摄性的观念——结构决定性质，性质决定应用，使学生头脑中的知识体系更趋结构化，提升思维品质，提高分析问题和解决问题的能力。 选取大量的与社会和科技发展的相关资料，不仅开拓了学生的视野，而且让学生有形的感受化学学科的价值。提升学生的内驱力，有利于促进学生“科学精神和社会责任”素养的形成。 共价键的极性 分子间的作用力 分子的手性 本章特点：知识抽象，理论性强，内容多且杂 “‘结构决定性质，性质反映结构’的事实解释和观念形成”就是《物质结构与性质》的主目标，抓住这个主目标，吃透教材、《课程标准》、《教学指导意见》。 2 内容目标 网络教学视频 3 教学设计 衔接教材、引入新课 变换原子、 模型再建 应用模型、 引发认知冲突 模型推广、 知识结构化 追根溯源、 初建模型 要求学生 NaCl和HCl两种物质用电子式的表示形成过程，引导学生从电负性及差值角度认识物质的成键类型。 先用H原子的轨道排布式分析成键情况， 再教材中的图示来分子氢分子的形成过程， 再用动画模拟的形式展示氢气的形成，从而得出基本概念。 利用轨道排布初步分析H-Cl、Cl-Cl成键情况，结合教材中的图示和用橡皮泥制作H-Cl 、Cl-Cl的形成过程； 再用动画模拟的形式展示H-Cl、 Cl-Cl的形成，再结合H2从而得出σ键的成键特点和基本特征。 应用σ键的成键模型，分析NH3的成键， 分析N2的成键引发认知冲突，从而引出π键的成键特点和基本特征。 应用本课建立的价键理论和成键模型，分析乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键类型，并且分析乙烯和乙炔中π键的形成过程？ 《2-1共价键（第1课时）》教学设计 3 教学设计 衔接教材、引入新课 要求学生 NaCl和HCl两种物质用电子式的表示形成过程，引导学生从电负性及差值角度认识物质的成键类型。 《2-1共价键（第1课时）》教学设计 化学键 离子键 共价键 极性共价键 非极性共价键 电子配对 原子轨道 3 教学设计 变换原子、 模型再建 利用轨道排布初步分析H-Cl、Cl-Cl成键情况，结合教材中的图示和用橡皮泥制作H-Cl 、Cl-Cl的形成过程； 再用动画模拟的形式展示H-Cl、 Cl-Cl的形成，再结合H2从而得出σ键的成键特点和基本特征。 《2-1共价键（第1课时）》教学设计 3 教学设计 应用模型、 引发认知冲突 应用σ键的成键模型，分析NH3的成键， 分析N2的成键引发认知冲突，从而引出π键的成键特点和基本特征。 《2-1共价键（第1课时）》教学设计 3 教学设计 应用σ键的成键模型，分析NH3的成键， 分析N2的成键引发认知冲突，从而引出π键的成键特点和基本特征。 应用模型、 引发认知冲突 a.电子配对原理： 两个原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对 b.最大重叠原理： 价键理论基本要点 饱和性 方向性 原子形成的共价键数=未成对电子数 《2-1共价键（第1课时）》教学设计 两个原子轨道重叠越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定 3 教学设计 应用旧知，设置阶梯 最近发展区， 由简单到复杂，层层推进， 动画演示、动手制作模型，构建模型，宏微结合，抽象知识可视化 完善现代价键理论知识，知识系统性和完整性 模型论证， 提高认知水平 提升解决问题的能力 《2-1共价键（第1课时）》教学设计 教学环节 活动与任务 素养目标 本课设计遵循由易到难，逐步深化，使知识系统化，结构化，借助模拟动画模型，实物模型等手段将微观问题形象化，化解知识难度，帮助学生构建现代价键理论。 模型搭建，帮助概念理解 模拟动画，增强可视化 动手实验，增加探究性 联系生活，感受学科价值 4 教学素材 4 教学素材 搭建气球模型： 气球空间排斥类比价层电子对互斥模型,感受到电子对由于互相排斥作用而尽可能趋于彼此远离，而处于不同的空间取向。 模型搭建，帮助概念理解 搭建VSEPR模型： www.islide.cc 31 微波炉的加热原理 手性分子在药物研究中的应用 细胞膜结构中的亲水性与疏水性 紫外线为什么对人体有伤害 联系生活，感受学科价值 4 教学素材 自制模型，帮助概念理解 模拟动画，增强可视化 动手实验，增加探究性 联系生活，感受学科价值 4 教学素材 借助实物模型、计算机软件模拟、视频、实验演示、生活问题等多种直观手段,让学生体验、感受、参与，降低教学内容的抽象性，促进学生对相关内容的理解和认识。 $$