《价层电子对互斥理论》教案分析

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《价层电子对互斥理论》教案分析

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源莲山 课
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《价层电子对互斥理论》教案分析

一、设计思路

【教材分析】

               新课程标准要求认识共价分子结构的多样性和复杂性,能根据价层电子对互斥理论(VSEPR)理论判断简单分子或离子的立体构型。价层电子对互斥理论是新课程人教版《化学》选修三第二章“分子结构与性质”第二节的第一课时内容,它是在学生掌握了能量最低原理、静电作用、共价键的形成、分类、键参数和分子的简单几何构型分类等基础知识之上,来预测ABx型(拓展为ABxCy型  )分子的立体构型,使学生掌握判断常见分子的几何构型和键角。第一节的共价键为其做铺垫,下一课时的杂化轨道理论在解释VSEPR模型的基础上,还可以与之相辅相成的共同解决分子立体构型的问题。起到了承上启下的作用。

           本节知识也将在化学领域的普遍性凸显出来。

 

【学情分析】

    学生已经建立了“分子结构决定性质”主题思想,并掌握了共价键分类、键参数、简单分子的立体构型等基础知。对不同分子具有不同的立体结构的原因和判断方法产生了强烈的疑问和兴趣。

 

【三维目标】

知识与技能:能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构;

过程与方法:通过模型的制作和对理论知识难点的探究交流,激发对新问题的探究兴趣,学会用VSEPR模型预测简单分子或离子空间构型

情感态度与价值观:通过不同的学习环节感知多彩的微观世界,培养学生严谨的                         

            批判式科学态度和探究学习能力。

 

教学重难点】

重点:利用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构

难点:理解价层电子对互斥理论模型和分子构型的关系

 

教学方法】多媒体演示、模型展示、启发质疑,合作探究,分类总结

 

二、教学过程

[情景引入] 用PPT展示伪麻黄碱和麻黄碱两种分子结构。

 

麻黄碱                      伪麻黄碱

讲述罗马尼亚体操运动员2000年悉尼奥运会因为误服感冒药康泰克(主要称为为伪麻黄碱)而兴奋剂违例的故事,并展示出治疗哮喘的药物麻黄碱的结构。引出分子的立体构型和分子性质的关系。

[引入新课]学习了今天的课程之后就会解决这两个问题了。           

[创设问题情境]:

[PPT] 不同类型分子的几何构型         

1 三原子分子             2、四原子分子             3、五原子分子

 

 

 

 

 

     

提问:1.为什么分子几何构型不相同?

[小组活动]用棒棒糖的棒模拟化学键,分析,中心原子若有两个共价键,三个共价键和四个共价键时,键角多大,什么样的几何构型才能排斥力最小,结构最稳定?

[学生总结]两个共价键直线最稳定,键角180°,三个共价键平片三角形最稳定,键角120°,四个共价键正四面体最稳定,键角109.5°。

[思考]二氧化碳和水都是两个共价键,几何构型却不相同?

[PPT]水和二氧化碳的相关参数

 

 

 

 

 

 

[举例认识价层电子对]以水和二氧化碳为例让学生认识中心原子的成键情况,认

识价层电子对,分清成键电子和孤对电子,感受电子之间存在的相互排斥,并

找出最稳定既能量最低的结构——引出价层电子对互斥理论。      

[PPT展示并简单板书]价层电子对互斥理论:

     1.内容:对ABx型的分子或离子,中心原子A的价层电子对(包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对)之间由于存在排斥力,将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型,以使彼此之间斥力最小,分子或离子的体系能量最低,最稳定。

[学生总结]对于不同的价层电子对怎样排列才能使彼此间的斥力达到最小?

[PPT展示并简单板书]价层电子对互斥理论模型

 

 

 

 

 

    根据价层电子对互斥理论确定的立体构型,我们称为价层电子对互斥理论模型,又称为VSEPR模型,得出以下结论:

[板书]2.价层电子对互斥理论模型(VSEPR模型)

       价层电子对数      VSEPR模型(键角) 

           2             直线型(180°)

           3             平面正三角形(120°)

           4             正四面体(109°28′)

[练习]确定以下分子的VSEPR模型:H2O  BF3  CH4

[提示]利用电子式解决

[过渡]我们熟悉的电子式的分子可以用电子式确定价层电子对,如SO2、SO3 等复杂分子的电子式不知道,怎么解决呢?接下来我们就来学习价层电子对的确定方法。

[PPT板书]价层电子对的确定:

 

(σ键)     (中心原子的孤对电子数=1/2(a-xb))

[讲述] 对价层电子对的确定方法进行讲解

1、成键电子对(σ键)数= 与中心原子结合的原子数

例如:H2O  结构式  H-O-H,成键电子对数为 2;双键或者三键中只有一个键是σ键,例如:CO2  结构式  O=C=O 所以成键电子对数为2

 2、中心原子的孤对电子数=1/2(a-xb)

       a为中心原子的价电子数

       x为与中心原子结合的原子数

       b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1,其他原子等于“8-该原子的价电子数”)

[练习]价电子对数和孤对电子对数的确定:SO2、SO3 、CO2、NH3

[思考]离子的价电子对数?

[讲述] 1、对阳离子来说,a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数,其它不变。

      2、对阴离子来说,a为中心原子的价电子数加上去离子的电荷数,其它不变。

[思考]如何利用VSEPR模型判断分子的几何构型?

[讲述]BF3的价层电子对是3,VSEPR模型为平面三角形,每个价层电子对都是σ键,连接中心原子和一个原子,几何构型就是平面三角形;水的价层电子对是3,VSEPR模型为平面三角形,有一个不连接原子的孤电子对,剩下的两个σ键分别连接氢和氧,形成V型。分子空间构型的确定步骤为:在得到价层电子对数之后可得到VSEPR模型,然后我们略去VSEPR模型中中心原子上的孤对电子,便可得到分子的立体构型。

[分组课堂练习] 计算下列物质的价层电子对数并确定VSEPR模型:

H2O、NH3、CH4

[PPT]总结学生练习,展示几何构型

 

[练习设计意图] 熟悉价层电子对数的计算方法;进一步练习VSEPR模型的确定;

根据分子实际的立体结构与VSEPR模型的对比,得出孤电子对对分子立体结构的

影响,所以练习板书要整齐的留在黑板上。

[分组汇报]交流结果

[板书]3.分子空间构型的确定

[完整板书展示]

价层电子对数

VSEPR模型(键角)

孤电子对数

空间构型

2

直线型(180°)

0

直线型

 

3

 

平面正三角形(120°)

0

平面三角形

1

V

 

4

 

正四面体(109°28′)

0

四面体

1

三角锥

2

V

思考:为什么下列物质的VSEPR模型均为四面体,但是键角却在依次减小?

[PPT]电子间的排斥力有何不同?

 

[学生讨论总结]电子间斥力大小:

      孤对间>孤对与成键间>成键间

[课堂小结] 

用价层电子对互斥理论确定分子或离子空间构型的一般步骤

(1)确定分子或离子的价层电子对数(中心原子的σ键电子对数和孤对电子对数1/2(a-xb) )。

(2)根据价层电子对数确定价层电子对的空间构型(VSEPR模型)

(3)略去VSEPR模型中中心原子上的孤对电子即得到分子或离子的空间构型(如没有孤对电子,则VSEPR模型就是分子或离子的空间构型)

 [课后练习]

1.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是(         )

A.若n=2,则分子的立体结构为V形

B.若n=3,则分子的立体结构为三角锥形

C.若n=4,则分子的立体结构为正四面体形

D.以上说法都不正确

2.下列分子的立体结构,其中属于直线型分子的是

A、H2O    B、CO2       C、C2H2      D、P4

 

【板书设计】

第二节 分子的立体结构

一、价层电子对互斥理论:

1.内容

2.价层电子对互斥理论模型  3.分子的空间构型

价层电子对数

VSEPR模型(键角)

孤电子对数

空间构型

2

直线型(180°)

0

直线型

 

3

 

平面正三角形(120°)

0

平面三角形

1

V

 

4

 

正四面体(109°28′)

0

四面体

1

三角锥

2

V

 

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