《共价键与分子的空间结构 第1课时》示范课教学设计【高中化学】
高中化学《分子的空间构型》教学设计
第二章分子结构与性质第二节分子的空间构型(第1课时)一、教学分析1.教材内容《普通高中化学课程标准（2017年版）》第40页：2.3 分子的空间结构结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行解释和预测。
知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。
本课时学习的的内容有三部分：分子结构的测定、多样的分子空间结构和价层电子对互斥模型。
对应课标中的：结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关模型进行预测。
知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。
新课标中要求的可以解释分子空间结构的杂化轨道理论和测定分子空间结构的晶体X射线衍射技术会在后面的章节介绍。
教材中首先介绍的是分子结构的测定方法，虽然内容难度比较大，高中的学生难以接受，但要求比较低，只要了解即可。
第二部分多样的分子空间结构难度相对较小，涉及到的分子也大都是学生非常熟悉的。
在教学过程中我做了一下调整，将第二部分移至前面。
这样做的目的有两个：1.从学生熟悉的物质开始介入学习，这样可以让学生在心理上有一个缓存时间，循序渐进，慢慢提高难度，对于后面的内容比较容易接受。
2.确定一个分子的空间结构有两个渠道：实验测定和理论预测。
将这两个方法并列介绍，利于学生构建一个完整的知识体系——化学的研究方法有理论研究和实验研究，两者相辅相成，缺一不可。
第三部分价层电子对互斥模型难度最大，也是本节课的重点。
教材首先开门见山，介绍了价层电子对互斥模型的基本内容及其应用，为了能够让学生更好的掌握，不仅设置了例题，详细阐述孤电子对数的计算，而且还设计了两个“思考与讨论”栏目，并引入了离子的空间结构的预测。
与老教材的不同之处是，增加了两个内容：一是孤电子对与σ键电子对的斥力大小比较，二是非常客观的指明了价层电子对互斥模型的短板——不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
2.学生分析淄博市有8大市属高中，市里制定的中考招生政策是：考生可同时报考市属学校和区属学校。
高中化学必修2《共价键》(第一课时)教学设计
《共价键》第一课时教学设计一、教学内容分析本节教学内容是在苏教版高中化学《选修3》专题3“微粒间作用力与物质性质”中的第三单元“共价键原子晶体”的第一课时，在本课中教材对共价键的成因在电子云和能量的角度做了进一步的细致描述，让学生认识到共价键的饱和性与方向性，内容十分抽象，是本专题的重点和难点，教材遵循由浅入深，由简单到复杂的原则，以分析最简单的氢原子电子云重叠形成氢分子这一过程中氢分子的能量与核间距的关系入手，让学生了解共价键的形成过程和实质，并以成键原子核外电子排布特点及电子云伸展方向为依托引出共价键的饱和性与方向性，接着再对共价键的类型进行介绍，要求学生能判断常见分子共价键中的σ键和π键或极性键和非极性键，学好这部分内容将为学生将来学习“杂化”及分子空间构型打下坚实的基础，同时本节知识重在培养辨证唯物主义思想与思维方法，重在逐步建立起与现代化学以至现代科学相适应的微观物质研究的科学思想。
通过本节的学习，促使学生进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系；能从物质结构的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质，逐步形成科学的价值观，为分子的立体结构的学习奠定了基础。
二、学生学习情况分析高二学生已经具备书写一些简单物质电子式的能力，在《必修2》中也初步了解到了什么是共价键，在本学期的前一个专题中也已掌握了原子的电子排布式和轨道表示式，清楚“泡利不相容原理”和S电子云、P电子云在空间的形状，清楚从电负性来判断离子键和共价键，但是对共价键的饱和性和方向性还不甚清楚，而将来对分子空间的构型的学习要求学生必须清楚共价键的形成的本质和特点。
本节要求学生具备一定的抽象思维能力和空间想象力，难度较大。
三、设计思想根据本节课的内容特点，本节教学的关键，是设法以尽可能形象化的手段解决相对抽象的问题。
只要在教学中紧抓一切都应服从于体系能量最低原理，就能有效地突破电子云按不同方式进行重叠而形成共价键这一基本要点，才可以使学生较好地理解共价键的形成过程和特点以及随后的σ键和π键。
新教材高中化学第2章第2节共价键与分子的空间结构第1课时杂化轨道理论pptx课件鲁科版选择性必修2
必备知识·自主学习
知识点一 杂化轨道理论 1.甲烷分子的组成和结构
分子式 空间结构
空间填充模型
球棍模型
CH4
2.杂化轨道理论 (1)杂化原子轨道(杂化轨道) ①原子轨道的杂化：原子内部_能__量__相__近__的原子轨道重新组合形成新 的原子轨道的过程。
②杂化轨道：原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道叫杂化原子 轨道，简称_杂__化__轨_道___。
互动探究 有机化合物是自然界中存在最多的一类化合物。 问题1 烷烃分子中碳原子杂化方式是否相同？采用的杂化轨道类型 有哪些？
提示：由于碳原子的成键方式均是与其他原子形成单键，所以杂化方式相同， 均采用sp3杂化成键。
问题2 甲苯分子中所有碳原子的杂化方式是否相同？采用何种杂化 方式？
提示：甲苯分子中碳原子的杂化方式不全相同。其中甲基上的碳原子采用sp3杂 化成键，苯环上的所有碳原子均是sp2杂化成键。
关键能力·课堂探究
提升点 杂化轨道与分子空间构型的关系 1.判断中心原子杂化轨道类型的方法
判断依据
判断方法
根据杂化轨 道的立体构
型判断
①若杂化轨道在空间的分布呈四面体形，则中心原子发 生sp3杂化；②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形， 则中心原子发生sp2杂化；③若杂化轨道在空间的分布呈 直线形，则中心原子发生sp杂化。
③特点：形成杂化轨道可以使原子与其他原子的原子轨道成键时重 叠的程度___更__大___，形成的共价键更牢固。
(2)甲烷中碳原子的杂化类型
s p
sp3
学思用 1．下面是甲烷分子的几种结构示意图、球棍模型和空间填充模型， 它们都是甲烷分子构型的几种直观表示方式：
甲烷分子为什么是正四面体形的分子？ 甲烷分子的中心碳原子采用的是什么杂化类型？
高中化学《共价键(1)》优质课教学设计、教案
共价键一：教学目标：1.知识与技能：（1）巩固离子键的概念和电子式的书写。
（2）通过对HCl、Cl2 形成的化学本质探讨，理解共价键的概念。
（3）能用电子式表示共价化合物的形成。
2.过程与方法：通过学生对离子键和共价键的认识与理解，培养学生的抽象思维能力；通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力。
3.情感态度与价值观：对共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神和科学品质，在学习过程中，激发学生的学习兴趣和求知欲。
二：教学重点1.理解共价键的本质2.用电子式表示共价键和共价化合物三：教学难点用电子式表示共价键和共价化合物四：教学方法：引导，探究，归纳，练习等五：教学过程【复习导入】1、什么叫离子键？2、形成离子键的微粒？3、离子键的成键本质？4、哪些元素之间可以形成离子键？【过渡】活泼的金属元素和活泼非金属元素化合时形成离子键，非金属元素之间化合时，能形成离子键吗？为什么？【思考与交流】1.非金属元素之间化合时，能形成离子键吗？2.非金属元素之间化合时，核外电子是通过什么方式排布的？为什么要结合成分子？建立能量结构性质模型【合作探究】以H2 与HCl 的形成为例，探究共价键的形成过程。
【问题】H 和Cl 之间是如何结合成为HCl 分子? Cl 与Cl 之间是如何形成分子的？【讲解】氢原子和氯原子结构都是不稳定的，氢原子最外层有一个电子要达到稳定结构就需要得到一个电子，氯原子最外层有7 个电子要达到8电子稳定结构需要得到一个电子，两原子各提供一个电子形成共用电子对，那么两原子都可以达到稳定结构。
【引出】像氯气、氯化氢这样，原子间通过共用电子对所形成的相互作用就叫做共价键。
【讲解】让我们进一步深入的对概念进行一下剖析成键粒子：原子成键性质：共用电子对间的相互作用成键原因：微粒由不稳定结构通过共用电子对相互作用后变成稳定结构成键范围：同种或不同种非金属元素，某些不活泼的金属和非金属元素之间（如AlCl3、BeCl2）【对比归纳】上节课学习过的离子键和本节课的共价键做对比【思考与交流】3、在H2 分子中，H 元素的化合价为何为0？共用电子对有无偏移?4、在HCl 中，为什么H 元素显+1 价、Cl 元素显-1 价?【讲解】极性共价键和非极性共价键【对比归纳】极性共价键和非极性共价键的原子种类，对共用电子对的吸引力的区别。
《第二章 第一节 共价键》教学设计教学反思-2023-2024学年高中化学人教版19选修2
《共价键》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解共价键的概念，了解共价键的形成条件。
2. 能够正确描述离子键和共价键的区别。
3. 了解共价键在物质性质中的作用。
二、教学重难点1. 教学重点：理解共价键的形成及形成条件，掌握离子键和共价键的区别。
2. 教学难点：共价键在物质性质中的作用，需要通过实验和实例分析进行理解。
三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频素材。
2. 准备实验器材，如电子显微镜、电极等，以便进行电子显微实验。
3. 准备实例材料，如常见化合物、高分子材料等，以便进行实例分析。
4. 安排学生进行实验或观察，确保学生能够充分理解共价键的形成和作用。
四、教学过程：本节课的教学设计注重学生科学素养的形成，通过引导学生观察、思考、探究、讨论等活动方式，使学生掌握共价键的概念和形成条件，培养学生的观察能力、思维能力和科学探究能力。
教学过程如下：1. 导入新课：通过展示金刚石、氯化钠、干冰等物质的图片，引导学生观察物质的微观结构，并思考这些物质为什么具有如此特殊性质。
引出共价键的概念和概念形成的基本条件。
2. 展示实验视频：通过播放氯化钠晶体形成过程的实验视频，让学生观察到阴阳离子通过共价键相互吸引而形成的晶体结构。
引导学生分析共价键的形成过程和特点。
3. 深入探究：组织学生分组讨论，探究共价键的形成条件。
引导学生从原子结构、原子电性、电子云重叠方式等方面进行分析，归纳出共价键的形成条件。
4. 师生互动：教师与学生进行交流互动，针对学生的讨论和回答进行点评和补充。
同时，通过提问和引导，帮助学生深入理解共价键的概念和形成条件。
5. 案例分析：通过分析一些典型化学反应中的共价键形成过程，帮助学生更好地理解共价键在化学反应中的作用。
6. 课堂小结：组织学生对本节课所学内容进行总结，强调共价键的概念和形成条件，帮助学生形成清晰的知识体系。
7. 布置作业：要求学生通过查阅资料，了解共价键在日常生活和工农业生产中的应用，培养学生自主学习和科学探究的能力。
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第二节共价键与分子的空间结构
第1课时
◆教学目标
1.知道常见分子的空间结构。
2.结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型（sp3、sp2、sp），从微观角度理解中心原子的杂化类型对分子空间结构的影响。
3.通过杂化轨道理论的学习，掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析的思维模型，能运用杂化轨道理论解释典型分子的空间结构。
◆教学重难点
应用杂化轨道理论解释分子的空间结构。
◆教学过程
一、新课导入
【知识回顾】根据学案回顾有关原子轨道价电子排布以及共价键知识。
【联想质疑】通常，不同的分子具有不同的空间结构。
例如，甲烷分子呈正四面体形，氨分子呈三角锥形，乙烯分子呈平面结构。
那么，这些分子为什么具有不同的空间结构呢？分子的空间结构对物质的性质会带来怎样的影响？
二、讲授新课
【交流·研讨】研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个C—H键的键角均为109°28’，从而形成非常规则的正四面体形结构。
原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。
碳原子的价电子排布为2s22p2，也就是说，它只有两个未成对的2p电子。
若碳原子与氢原子结合，则应形成CH2；即使碳原子的一个2s电子受外界条件影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个未成对电子，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的正四面体形结构。
那么，甲烷分子的正四面体形结构是怎样形成的呢？
杂化轨道理论简介
1.杂化轨道理论的提出：鲍林为了解决分子空间结构与价键理论的矛
盾，提出了杂化轨道理论。
2.杂化轨道的含义
在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新
的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。
重新组合后的新的原子轨
道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
3.杂化轨道理论要点
(1)原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
(2)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。
(3)杂化改变了原子轨道的形状、方向。
杂化使原子的成键能力增加。
杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，例如s轨道与p轨道杂化后形成的杂化轨道一头大一头小，如图，成键时根据最大重叠原理，使它的大头与其他原子轨道重叠，重叠程度更大，形成的共价键更牢固。
(4)为使相互间的排斥最小，杂化轨道在空间取最大夹角分布。
同一组杂化轨道的伸展方向不同，但形状完全相同。
【归纳总结】杂化轨道理论四要点
(1)能量相近：原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
(2)数目不变：形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。
(3)成键能力增强：杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。
(4)排斥力最小：杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。
4.杂化轨道的类型
【讲述】原子内部能量相近的原子轨道，重新组合杂化形成新的原子轨道成为杂化轨道，杂化轨道不仅改变了原有s和p轨道的空间取向，而且使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。
常见的杂化轨道类型有sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。
(1)sp3杂化轨道——正四面体形
【讲解】当C与4个H形成CH4时，C的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂后得到
4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28′，称为sp3杂化轨道。
sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化而成，sp3杂化轨道间的夹角为109°28′，空间结构为正四面体形。
举例：CH4分子的形成过程
①碳原子的2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，这个过程称为激发，但此时各个轨道的能量并不完全相同，于是1个2s轨道和3个2p轨道发生混杂，形成能量相等、成
分相同的4个sp3杂化轨道（其中每个杂化轨道中s成分占1
4
，p成分占
3
4
）。
①4个sp3杂化轨道上的电子相互排斥，使4个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的4个顶点，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键，从而形成CH4分子。
由于4个C—H σ键完全相同，所以形成的CH4分子的空间结构为正四面体形，键角是109°28′，如图所示。
(2)sp2杂化轨道——平面三角形
sp2杂化轨道是由1个s轨道和2个p轨道杂化而成，sp2杂化轨道间的夹角为120°，空间结构为平面三角形。
举例：乙烯分子的形成过程：
形成乙烯分子时碳原子采用sp2杂化，三个sp2杂化轨道和一个未参与杂化的p轨道中各有一个未成对电子。
两个碳原子各以一个sp2杂化轨道重叠形成一个σ键，同时以p轨道重叠形成一个π键，每个碳原子都以另外两个sp2杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个σ键。
(3)sp杂化轨道
sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道杂化而成的。
sp杂化轨道间的夹角是180°，呈直线形。
举例：乙炔分子的形成过程：
乙炔分子中两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成sp—sp σ键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个sp-s σ键，每个原子的两个p轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的p—p π键，形成乙炔分子。
【小结】
杂化类型sp sp2sp3
轨道组成一个n s和一个n p 一个n s和两个n p 一个n s和三个n p 轨道夹角180°120°109°28′
杂化轨道示意图
实例C2H2C2H4CH4
分子结构示意图
分子的空间结构直线形平面三角形正四面体形
【联想·质疑】通过化学必修课程的学习，你已知道苯分子(C6H6)的结构简式为。
从结构简式来看，苯分子好像具有双键，苯应当具有类似于乙烯的化学性质，能使酸性KMnO4溶液褪色或使溴的四氯化碳溶液褪色，但实验事实并非如此。
那么，苯为什么不能使酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液褪色呢？苯分子中究竟存在怎样的化学键呢？
【自主探究】学生阅读教材相关内容，了解用杂化轨道理论解释苯分子
的空间结构
【讲述】苯分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，每个碳原子的两个杂
化轨道分别与邻近的两个碳原子的杂化轨道形成6个C—C σ键，组成
正六边形环。
每个碳原子的另一个杂化轨道与氢原子的1s轨道形成π
键，每个碳原子剩余的未杂化的p轨道肩并肩形成大π键。
【讲述】苯分子中6个碳原子和6个氢原子在同一平面内，整个分子呈平面正六边形，键角皆为120°。
【交流·研讨】氮原子的价电子排布为2s22p3，三个2p轨道中各有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键。
如果真是如此，那么三个2p轨道相互垂直，所形成的氨分子中N—H键的键角应约为90°。
但是，实验测得的氯分子中N—H键的键角为107.3°。
试解释其键角不是90°的原因，并与同学们交流讨论。
【讲述】氮原子的2s和2p轨道发生sp3杂化形成sp3杂化轨道，轨道间夹角为109°28′。
氮原子与三个氢原子形成三个σ键，在另外一个sp3杂化轨道中，含有一个未成键的孤电子对，它对成键电子对的排斥作用较强，使三个N—H键的空间分布发生变化，键角减小为107.3°，所以NH3为三角锥形。
【提问】请你类比CH4和NH3的例子，用杂化轨道理论解释H2O的空间结构。
【讲解】在形成H2O时，O的1个2s轨道和3个2p轨道发生了sp3杂化，形成了4个sp3杂化轨道，它们在空间的分布呈正四面体形。
其中2个sp3杂化轨道与2个H的1s轨道重叠形成2个O—H σ键；另两个sp3杂化轨道中已各有两个电子，不能再与H的1s轨道重叠。
由于H2O中存在2对孤对电子，它们对成键电子对的排斥作用较强，所以H2O呈V形，
键角为105°。
【自主阅读】
三、课堂小结
1.当杂化轨道全部用于形成σ键时
2.当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时
由于孤电子对参与互相排斥，使分子的空间结构与杂化轨道的形态发生变化。
如水分子的氧原子的sp3杂化轨道中有2个被孤电子对占据，其分子不呈正四面体形，而呈V形；氨分子的氮原子的sp3杂化轨道中有1个被孤电子对占据，氨分子不呈正四面体形，而呈三角锥形。