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1、人教版选修三第二章第二节第二课时杂化轨道理论教学设计一、教材与学情分析1 . 教材分析新教材改革使结构化学成为独立的课本出现在高中化学中，本节内容选自高中化学人教版（新课标）选修 3 第二章分子与结构第二节第二课时。杂化轨道理论位于共价键和价层电子对互斥理论之后，对价键理论进行了完善和丰富，很好地解释了多原子分子的空间构型，并且形象地解释了原子之间的成键方法、有关物质的空间结构及其稳定性。还对后续配合物和晶胞的学习奠定了空间想象基础。因此杂化轨道理论在高中化学中起着承上启下的作用。2 .学情分析：知识基础：已经学习了原子的结构与性质，价键理论和价层电子对互斥理论，学会了运用价层电子对互斥理论来
2、判断简单分子的空间构型。能力基础: 高二学生思维敏捷，好奇心强，动手能力强，但空间想象力弱，而且本节对学生空间想象力和抽象思维能力要求较高。因此我将难点拆分，将其转化为问题抛给学生，再通过模型动画演示和小组合作学习的形式突破教学重难点。可能遇到的障碍:如果对原子结构和价层电子对互斥理论掌握的不好，空间想象能力欠缺将会影响到对本部分内容的学习二、教学目标根据普通高中化学课程标准（实验）的要求，制定以下教学目标：1. 知识与技能：认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据杂化轨道理论解释分子的空间构型。2 .过程与方法：培养分析、归纳能力和空间想象能力3 .情感态度与价值感：通过杂化轨道理论的学习，
3、激发学习兴趣，投身科学追求真理的积极情感；提高学生对探究物质结构的兴趣，感受物质结构与性质的奇妙。三、教学重难点重点： 杂化轨道理论的要点难点：对杂化轨道理论的理解；用杂化轨道理论来解释分子的构型四、教法学法教法：讲授法，问题驱动式教学法，对比归纳法，多媒体辅助教学法学法：自主学习，探究学习，合作学习五、教学流程 教师为探究分子的立体构型，发展了许多结构理论，上节课我们已经学习了其中一种叫做价层电子对互斥理论，这节课我们来学习另一个非常重要的价键理论杂化轨道理论。请同学们回忆甲烷分析中C 原子有几个共价键？分子的立体构型是什么？ 学生四个共价键，正四面体结构。 思考与交流 1. 画出碳原子和氢
4、原子的价电子排布图。矛盾 1 ： 碳原子只有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，为什么不形成CH 2 却能形成CH 4？ C 原子怎样才能形成四个共价键？学生C原子2s轨道上的一个电子跃迁到 2P能级上。教师矛盾2.虽然当C的2s轨道中的其中一个电子跃迁到2P轨道上，貌似可以和4个H的1S 轨道重叠形成CH 4。但是此时4 个轨道能量不完全相等，不可能得到正四面体结构的甲烷分子，产生二级矛盾。却无法解释许多教师值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构型, 深层次的问题。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。板书杂化轨道理论投影f If 杂化 r2P（C原子饿展肮子料态）（4
5、个超于扰道1（4个叩联化就道）它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2P轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个相同的轨道，称为 sp3杂化轨道，表示这 4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。为使轨道间的相互排斥力最小，杂化轨道 在空间取最大夹角分布。所得到的立体结构应该是怎样的？夹角是多少?学生正四面体，夹角109° 28'教师当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的ls轨道重叠，形成4个C-H（r键，因此呈正四面体的分子构型。学生1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相
6、近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。板书1、杂化2、杂化过程设问在这个含义里有几个关键字？学生中心原子、能量相近。教师发生轨道杂化的一定是中心原子，我们所说的价层电子对数也是中心原子上的电子对。由于ns和np能级接近，往往采用sp”型杂化。演示动画 展示模型sp3杂化轨道形成过程学生总结学案上sp3杂化轨道特点。板书3、类型（1） sp3杂化 正四面体形1090 2&'教师还有哪些类型的杂化呢？得到的杂化轨道什么构型呢?学生sp2杂化对应平面三角形，sp杂化对应直线形。学生用杂化轨道理论描述 BF3分子形成过程投影展示以BF3
7、中B原子sp2杂化轨道形成学生总结学案上sp2杂化轨道特点。板书(2) sp2杂化 平面三角形120°。应用反馈用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。(1) CH2=CH2教师提醒：画出分子的结构式，计算价层电子对数，判断中心原子杂化轨道类型，思考如 何形成兀键？展示学生展示sp2杂化模型并解释C原子在形成乙烯分子时发生 sp2杂化。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子 的1s轨道形成2个相同的b键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个 (T键。各自没 有杂化的1个2P轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成兀键。所以，在乙烯分子中双
8、键由一个 (T键和一个 兀键构成。学生sp杂化，用杂化轨道理论解释BeCl2中分子形成过程。投影展示峭杂化rr>m板书(3) sp杂化直线形180°。应用反馈用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。(2) CH= CH学生C原子在形成乙快分子时发生sp杂化。两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成(T键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个0键，两个碳原子的未杂化 2p轨道分别在丫轴和Z轴方向重叠形成 兀键。所以乙快分子中碳原子间以叁键相结合。展示 ： ， 1思考杂化轨道数和我们前面所学习的价层电子对数有什么关系呢?学生讨论得出结论：杂化轨道
9、数 =价层电子对数板书4、杂化轨道与分子空间构型练习代表物质杂化轨道数杂化轨道类型VSEP做型分子立体构型CH4CO2CH2OSO2NH3H2O学生杂化轨道只能用于形成 b键或容纳孤对电子，剩余的未杂化p轨道还可形成 兀键。中心原子的杂化轨道数 =价层电子对数二b键电子对数(中心原子结合的电子数)+孤电子对交流讨论1、鲍林为什么要提出杂化轨道理论？2、什么叫杂化？什么叫杂化轨道？3、为什么要杂化？ 4、任意不同的轨道都可以杂化吗？5、轨道杂化有哪些主要类型？学生总结本节课所学内容，教师补充。课堂练习1、请预测下列分子或离子的中心原子的杂化方式分子的空间几何构型：CO2 CO 32-PH3 H 2s2、BF3是平面三角形，而 NF3却是三角锥形，试用杂化理论加以说明。布置作业课时作业卷六、板书设计第二节杂化轨道理论1、杂化2、杂化过程3、杂化类型(1) sp3杂化正四面体形 109° 2&'(2) sp2杂化平面三角形120°(3) sp杂化直线形180°4、杂化轨道与分子的空间构型中心原子的杂化轨道数=价层电子对数