课时类型:一课时(复习课)
内容分析:高考物构必考内容
学情分析:学生对此缺乏系统整理,空间构型和杂化类型的判断方法混乱。
考纲要求:
1、了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。
2、能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。
教学重难点:简单分子或离子的立体结构与杂化类型的判断
教学策略:观察法、讨论法、总结法
教学过程:
【导入】多媒体课件展示高考考纲要求及近几年的高考真题。
(2018·全国卷Ⅰ)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,其阴离子的空间构型是 ,中心原子的杂化形式是 。
(2017·全国卷Ⅰ)X射线衍射测定等发AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为_________,中心原子的杂化形式为_________。
(2016·全国卷Ⅰ)Ge单晶具有金刚石结构,其中Ge原子的杂化方式为 。
设计意图:直击高考,让学生明确考试要求、熟悉考查方式,激发学生的学习兴趣。
【提出问题】学好空间构型与杂化类型的关键知识是什么呢?
【学生活动】回答:杂化轨道理论和价层电子对互斥理论。
设计意图:引出课堂教学主题。
【复习回顾】(一)杂化轨道理论
基本要点: 原子内部能量相近的原子轨道发生重组形成杂化轨道,再和其它原子的原子轨道形成更稳定的化学键。
回顾CH4分子的形成过程,并提出两个注意事项:
①杂化后轨道数目不变,能量相同;形状和伸展方向发生改变;
②杂化轨道填充的是成键电子对(即σ键)和孤电子对
【提出问题】如何推导出成键电子对和孤电子对?
【学生活动】与老师共同分享彼此的思考,并得出结论。
设计意图:回归教材主干内容,引导学生思维转变,为教学主题做知识储备。
【复习回顾】(二)价层电子对互斥理论
基本要点:(1)分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数n有关。
(2)价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数。
(3)价层电子对要尽可能远离,以使斥力最小。
对于ABm型分子或离子而言,存在一个经验公式:
【学生活动】观察表格得出:
①孤对电子会对分子或离子的空间构型产生影响。
②当没有孤电子对时,电子对的空间构型与分子或离子的空间构型完全一致[2]
根据以上两个理论总结得出判断中心原子杂化类型的方法:1、公式法 2、价键法
设计意图:培养学生的分析推理和综合归纳能力。
【巩固练习】
1、CH3+、CH3-、-CH3中碳原子的杂化类型分别为______、______、______。
2、图(1)物质中C原子的杂化类型是_______,N原子的杂化类型是_______。
3、P4S3可以用于制作火柴,其分子结构如图(2)所示。
①此分子中硫原子的杂化类型是_____。②每个P4S3分子含有的孤电子对数目是_____。
4、图(3)中B原子的杂化类型是_______,它与O原子之间形成________,其中阳离子的空间构型是_________。
引导学生从题目中整理出经验规律:
①含C有机物:4个σ键—sp3,3个σ键—sp2,2个σ键—sp
②含N化合物:3个σ键—sp3,2个σ键—sp2
③含O(S)化合物:2个σ键—sp3
设计意图:发展学生的逆向思维,将重点及难点逐一层层剥离,同时发挥典型探究过程,强调学生的高级思维过程,培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
【提出问题】还有什么方法可以判断杂化类型?
【复习回顾】(三)等电子原理
(1)具有同价电子数及同原子数的分子或离子有着相同的结构特征。
(2)可用于判断简单分子或离子的空间构型。
【活学活用】(2015·全国卷Ⅰ)写出与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子: (尽可能多写)
完善判断中心原子杂化类型的方法:3、等电子体法 4、信息法
【巩固练习】
5、完全由N原子组成的某粒子与CO2互为等电子体,该粒子的化学式为 ,其空间构型是 。
6、乙二胺分子的化学式是H2NCH2CH2NH2,该分子中氮原子杂化类型是_______。
7、六方氮化硼有着与石墨相似的结构,硼原子的杂化类型是_________。该物质不导电,其原因是__________________________________________。
【学生活动】练习并分享解题要点,就一些疑惑进行敞开式讨论。
设计意图:通过问题设置引发思维碰撞,引起学生的好奇心,鼓励学生提出质疑。通过整合理论知识体系,形成判断分子或离子空间构型与杂化类型的基本思路。
【整理提高】(四)总结方法、应用提升
用三大理论判断杂化类型、空间构型等问题时,要注重“有序思维”的应用:
【学生活动】思考并回答如何将三大理论知识进行拓展应用。
设计意图:提升让学生感受理论的概括性和统一性,构建学生的认知模型。
【教师总结】做题时应具体分析问题,选择合适的方法解题。
延伸:利用三大理论推导分子的极性或键角问题也是其应用之一。
【巩固练习】
1、写出和SO2互为等电子体的一种分子的化学式 ,该分子是 (填“非极性”或“极性”)分子。
2、白磷(P4)是正四面体结构的分子,其键角 ,,磷原子的杂化类型为 ,31g白磷中含有的σ键数为 。P4易溶于二硫化碳,但难溶于水,分析其原因: 。
3、在银的催化下,甲醇可被氧化为甲醛(HCHO),其分子中的H-C-O的键角 120°。(填“>”、“<”或“=”)
【学生活动】做题、回答,并提出对相关疑点的看法。
设计意图:教师适度延伸拓展、学生主动参与,营造自主合作的课堂气氛,体现学生的主体地位,落实“宏观辨识与微观探析”核心素养的培养。
【教师总结】学习过程中要重视理论学习,重视思维方法的形成和整理,两者合二为一才能灵活的应对不同问题的出现。
【教学反思】在本节课中,教师以问题活跃学生思维,重视思维方法的培养, 与学生在推理、探索中层层深入三大理论的知识内涵,帮助建立解答判断空间构型和杂化类型的知识结构。合理设计教学梯度和层次,结合学生的思考引发讨论,提升已有的理论认识,化抽象为具体。
本节课的设计符合化学核心素养的培养目标,取得较好的教与学效果。但在一些问题的处理上还不够细致,比如怎么推导某些原子晶体的中心原子的杂化类型,比如学生对苯、石墨的结构较为生疏,教师还要再强化对应的基础知识。
参考文献:
[1] 赵红梅,孙远辉.新课程高考中“分子或离子的空间构型及杂化方式”的判断方法[J].数理化解题研究,2013,(2):49-50.
[2] 姚智慧.浅谈粒子空间构型的判断[J].中国校外教育,2013(6):110.
论文作者:蔡美勤
论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第11期
论文发表时间:2019/12/6
标签:构型论文; 原子论文; 电子对论文; 分子论文; 类型论文; 学生论文; 离子论文; 《教育学文摘》2019年第11期论文;