鲁科版高中化学选修-物质结构与性质：2、共价键与分子的空间构型

鲁科版高中化学高二选修《物质结构与性质》第2章第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型学案核心素养1．掌握典型分子的空间构型；2．理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型; 3．掌握判断分子的空间构型或杂化类型的方法。

【重难点】重点：掌握三种主要的杂化轨道类型 难点：理解杂化轨道理论的主要内容【活动探究】甲烷分子的空间构型1．通过观察示意图描述碳原子杂化的过程，以及杂化前后轨道能量大小的比较。

2．杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体？3．通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型。

【友情提示1】查看甲烷中碳原子杂化过程示意图1．轨道排布式示意图： 2．轨道的空间分布示意图：【友情提示2】甲烷中共价键的形成过程示意图能量杂化前 杂化后1ssp3【规律总结一：sp3杂化的要点】杂化类型参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间的夹角杂化轨道的空间构型共价键类型与数量【合作探究】乙烯、乙炔分子的空间构型1．两分子的结构式、空间构型及键角。

2．通过观察示意图描述碳原子的杂化方式及杂化过程。

3．通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型。

【友情提示3】乙烯、乙炔分子中碳原子杂化过程示意图1．轨道排布式示意图：2．空间位置关系示意图：【友情提示4】乙烯、乙炔中共价键的形成过程示意图在形成共价键时，优先形成“头碰头”式的σ键，在此基础上才能形成“肩并肩”式的 键。

（乙烯）（乙炔）杂化类型参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间的夹角杂化轨道的空间构型共价键类型与数量【小结】结论1：【思维拓展】NH3分子的形成过程及空间构型通过上述结论我们知道，原子的杂化方式与杂化轨道空间构型及夹角相对应。

事实验证：氨气中氮原子采用sp3杂化，但是氨气的分子构型是三角锥形，键角为107．30，我们的结论与事实有矛盾，这是为什么？1．氮原子的杂化过程及各个杂化轨道中电子的数目。

第2节共价键与分子的空间构型第3课时分子的空间构型和分子性质【教学目标】1. 使学生了解一些分子在对称性方面的特点，知道手性化学在现代化学领域医药的不对称合成领域中的重大意义。

2. 了解分子的极性；3. 能判断一些简单分子是极性分子还是非极性分子；4. 知道分子的极性与分子的立体构型密切相关；【教学重点】1. 了解一些分子在对特性方面的特点2. 能判断一些简单分子是极性分子还是非极性分子；【教学难点】1. 了解一些分子在对特性方面的特点2. 键的极性与分子极性的关系。

【教学方法】采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【联想质疑】请你举出身边显示一定对称性的物体。

宏观物体具有对称性，构成它们的微观粒子也具有对称性吗？【板书】二、分子的空间构型与分子性质【阅读思考】1.分子的对称性（1）含义：对称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部分相互对应且相称，它们经过不改变物体内任意两点间距离的操作能够复原，即操作前在物体中某地方有的部分，经操作后在原有的地方依旧存在相同的部分，也就是说无法区别操作前后的物体。

（2）对称轴：分子中的所有原子以某条轴线为对称，沿该轴线旋转1200或2400时，分子完全复原，我们称这根连线为对称轴。

（3）对称面：对于甲烷分子而言，相对于通过其中两个氢和碳所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称这个平面为对称面。

（4）联系：分子的许多性质如极性、旋光性及化学反应等都与分子的对称性有关。

2. 手性（1）手性和手性分子定义：如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。

有手性异构体的分子称为手性分子。

（2）手性碳原子：当四个不同的原子或基团连接在碳原子（如CHBrC1F）上时，形成的化合物存在手性异构体。

其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。

【讨论】1. 有人说“手性分子和镜像分子完全相同，能重叠”是吗？二者什么关系？分别用什么标记？2. 举例说明手性分子对生物体内进行的化学反应的影响？3. 构成手性碳原子的条件？【课堂练习】媒体展示【学生分组实验】在滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近液流，观察液流方向是否发生变化；再改用水做实验。

鲁科版高中化学高二选修《物质结构与性质》第2章第2节共价键与分子的空间构型第1课时共价键模型学案核心素养1．认识共价键的形成和实质，了解共价键的特征，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养。

2．知道共价键的主要类型有σ键和π键，能利用电负性判断共价键的极性，培养学生证据推理与模型认知的核心素养。

3．能利用电负性判断共价键极性，培养学生科学探究与创新意识的核心素养。

【复习】（1）化学键的定义及基本分类（2）离子键、共价键的定义（3）离子化合物、共价化合物的定义（4）用电子式表示NaCl，H2的形成过程自主学习【探究1】以H2为例，探究共价键的形成及共价键的本质是什么？(1)核间距与能量的关系是怎样的？(2)为什么会出现这种变化?一、共价键的形成与本质1．概念：原子间通过形成的化学键。

2．共价键的形成电子在两原子核之间出现的，受到两个原子核的吸引，导致体系的，形成化学键。

3．共价键的本质高概率地出现在两个原子核间的与两个之间的。

【练习】1．下列物质只含共价键的是()A．Na2O2B．H2O C．NH4Cl D．NaOH2．下列事实中，能够证明HCl是共价化合物的是（）A．HCl易溶于水B．液态的HCl不导电.C．HCl不易分解D．HCl溶于水能电离，呈酸性【思考】以H2，HCl，H2O为例，讨论共价键形成的条件是什么？4．共价键的形成条件（1）通常的元素原子形成的化学键；（2）成键原子一般有，用来相互配对成键（自旋相反）；（3）成键原子的原子轨道在空间重叠使体系。

5．表示方法（1）电子式：在元素符号的周围用“·”（或“x”）原子最外层电子的式子。

如：H:H（2）结构式：是把电子式中共用电子改成短线，孤对电子省略，一对共用电子是，两对是（共价双键），三对共用电子是（共价叁键）【练一练】用结构式表示Cl2、HCl、H2O、CO2【探究2】利用以下所学知识分析一下N2的结构，解释氮气化学性质稳定的原因。

第2节共价键与分子的空间构型第2课时一些典型分子的空间构型(2)【教学目标】1. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型；2. 了解等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”3. 初步认识价层电子对互斥模型【教学重点】学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【教学难点】学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【教学方法】采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【复习填空】【引入课题】通过化学必修课程的学习，你已知道苯分子的结构简式为从结构简式来看，苯分子好像具有双键，苯应当具有类似乙烯的化学性质，能使酸性KMn04溶液退色或使溴的四氯化碳溶液退色，但实验事实并非如此。

那么，苯为什么不能使酸性KMn04溶液或溴的四氯化碳溶液退色呢?苯分子中究竟存在着怎样的化学键呢?【板书】2. 苯分子的空间构型【阅读p-42-43】【探究内容】1. 苯分子中碳原子采用的那种杂化方式，碳碳间，碳氢间是如何成键的？2. 大π键是如何形成的？【阐述】根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中的原子轨道发生sp2杂化（如S、P x、P y），由此形成的三个SP2杂化轨道在同一平面上，这样，每个碳原子的两个SP2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的SP2杂化轨道上的电子配对形成σ键，于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环;每个碳原子的另一个SP2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1S电子配对形成σ键。

与此同时，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2P轨道（如2P X），它们均含有一个未成对电子。

这六个碳原子的2p轨道相互平行，它们以“肩并肩”的方式相互重叠，从而形成含有六个电子、属于六个原子的π键。

人们把这种在多原子间形成的多电子的π键称为大π键。

所以，在苯分子中，整个分子呈平面正六边形、六个碳碳键完全相同，键角皆为120°。

正是由于苯分子所具有的这种结构特征，使得它表现出特殊的稳定性，而不象乙烯那样容易被酸性高锰酸钾溶液氧化或溴的四氯化碳溶液褪色。

鲁教版化学选修三第二章共价键与分子的立体构型【教学目标】（1）知道一些常见简单分子的空间构型（如甲烷、二氯化铍分子、三氟化硼分子、乙炔、乙烯、苯等）。

（2）了解一些杂化轨道理论的基本思想，并能用杂化轨道知识解释二氯化铍分子、三氟化硼分子、甲烷、乙烯、乙炔、苯等分子中共价键的形成原因以及分子的空间构型。

（3）利用分子模型和多媒体辅助教学展现分子的立体结构，并动态演示sp、sp2、sp3型杂化轨道，帮助并加深对杂化轨道理论的理解。

（4）通过具体实例BeCl2、BF3、CH4等中心原子的杂化轨道和分子的空间构型，理解杂化轨道的空间排布与形成分子的立体构型的关系。

（5）利用气球模型来模拟杂化轨道的空间构型，体会模型法在建立和理解杂化轨道理论、研究分子空间构型的重要作用。

（6）通过对鲍林的介绍，学会赞赏科学家的杰出成就，培养崇尚科学的精神。

【学情分析】通过对本章第1节“共价键模型”学习，学生以轨道重叠为基础，从轨道重叠的视角重新认识共价键的概念和特征。

有了第1节的知识，学生理解发展了的价键理论——杂化轨道理论就有了可能。

但由于轨道重叠知识还未巩固，“杂化轨道理论”是从微观角度建构认识分子的空间构型，学生缺乏相关的经验与直观的认识，因而对部分学生而言，仍感到抽象，还有部分学生空间想像能力较差，给本节教学带来一定难度。

如何帮助学生建立“杂化轨道理论”是本节的重点和难点。

基于以上学情，教学中采用由简单到复杂、由个别到一般、再从一般到个别的思路，分别介绍sp、sp2、sp3杂化轨道的形成原理，进而分析乙烯、乙炔分子和苯分子的空间构型，逐渐实现单个中心杂化——两个中心杂化——多个中心杂化的阶梯式递进，使学生深刻地认识分子的空间构型，全面地了解共价键与分子空间构型的关系。

【重点难点】重点：杂化轨道概念的基本思想及常见类型。

难点：杂化思想的建立；甲烷、乙烯、乙炔等分子中碳原子杂化轨道成因分析。

【教学设计】【导入】[环节一] 创设情境碳原子的价电子为2s22p2，根据共价键饱和性，碳原子只有两个未成对电子，在共价键的形成过程中，一个碳原子最多只能与两个氢原子形成两个共价单键；再根据共价键的方向性，这两个p轨道上的未成对电子的夹角是90°，那么形成的共价键的键角应该是90°。

第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型【教学目标】1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型过程与方法：【教学重点】理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型【教学难点】理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型【教学方法】采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【课题引入】在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。

科学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。

”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。

通常，不同的分子具有不同的空间构型。

例如，甲烷分子呈正四面体形、氨分子呈三角锥形、苯环呈正六边形。

那么，这些分子为什么具有不同的空间构型呢?【思考】美丽的鲜花、冰晶、蝴蝶与微观粒子的空间构型有关吗？【活动探究】你能身边的材料动手制作水分子、甲烷、氨气、氯气的球棍模型吗？【过渡】我们知道，共价键具有饱和性和方向性，所以原子以共价键所形成的分子具有一定的空间构型。

【板书】一、一些典型分子的空间构型（一）甲烷分子的形成及立体构型【联想质疑】研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个C—H键的键角均为l09．5º，从而形成非常规则的正四面体构型。

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结构。

那么，甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢?【过渡】为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，【阅读教材40页】【板书】1. 杂化原子轨道在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。