人教化学选修3第二章第二节分子的立体结构3课时导学案

价层电子对互斥理论教学设计

【教材分析】

课标解读： 内容标准要求认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型，能说明简单配合物的成键情况。

教材解读： 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”第二节的内容，是高中化学新课程教材中新增的内容，它建立在共价键的分类、键参数、电子式的书写等基础知识之上，来预测ABn型共价分子的立体构，使学生对已有认知中“CO2分子为直线型、H2O分子为V型、CH4分子为正四面体型”等知识有更深层的认识。第一节的共价键为其做铺垫，而后面的杂化轨道理论又可以与之相辅相成的共同完美解决分子立体构型的问题。

【学情分析】

认知基础： 对共价键分类、键参数、电子式的书写等基础知识有一定的掌握，对不同分子具有不同的立体结构有疑问，并且成为进一步探究的内动力。

认知方式： 学生逻辑思维能力较差，空间想象力较弱，对类似“孤对电子数的计算”理解不够，不少学生还停留在死记硬背的层次，不能够灵活运用和处理。

【三维目标】

知识与技能：1.认识价层电子对；初步认识价层电子对互斥理论；

2.能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；

过程与方法：通过学习，激发对新问题的探究兴趣，学会用价层电子对互斥理论预测简单分子或离子空间构型的方法步骤

情感态度与价值观：通过对分子立体构型的探究，提高学生的空间想象能力，培养学生严谨的科学态度。

【教学重难点】

重点：利用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的立体结构

难点：价层电子对互斥理论模型；价层电子对数的计算

【教学方法】讲授、提问，归纳、讨论，多媒体演示

【教学过程】

[旧知回忆] 二氧化碳、水、甲烷的空间结构

[辅助课件展示]

[创设问题情境]：再给出O2、NH3、C2H5OH、CH2O分子空间构型图

提问：1.什么是分子的立体构型？

2.同样三原子分子的H2O和CO2、四原子分子的CH2O和NH3，为什么它们的立体构型不同？

选修三第二章

第2节 分子的立体构型

第2节 分子的立体构型

一、常见分子的空间构型

1.双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、N2 等。

2.三原子分子有直线形，如CO2、CS2等；还有“V”形，如H2O、H2S、SO2等。

3.四原子分子有平面三角形，如BF3、BCl3、CH2O等；

有三角锥形，如NH3、PH3等；

也有正四面体，如P4。

4.五原子分子有正四面体，如CH4、CCl4等，也有不规则四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。

另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。

二、价层电子对互斥理论（Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory）简称VSEPR

适用AD m 型分子

1、理论模型

分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。

2、用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的一般步骤：

(1)确定中心原子A价层电子对数目

法1．经验总结

中心原子的价层电子对数=21（中心离子价电子数+配对原子提供电子总数）

对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，计算方法如下：

n＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m2

注意：①氧族元素的氧做中心时：价电子数为 6, 如 H2O，H2S；做配体时:提供电子数为 0，如在 CO2中。

②如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO34中P原子价层电子数5+（0×4）+3 = 8；NH4 中N原子的价层电子数5+（1×4）－1 = 8。

③结果为单电子时视作有一个电子对。

例：IF5 价层电子对数为21[7+（5×1）] = 6对 正八面体（初步判断）

N H4 价层电子对数为21[5+（4×1）－1] = 4对 正四面体

选修三第二章

第2节 分子的立体构型

第2节 分子的立体构型

一、常见分子的空间构型

1.双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、N2 等。

2.三原子分子有直线形，如CO2、CS2等；还有“V”形，如H2O、H2S、SO2等。

3.四原子分子有平面三角形，如BF3、BCl3、CH2O等；

有三角锥形，如NH3、PH3等；

也有正四面体，如P4。

4.五原子分子有正四面体，如CH4、CCl4等，也有不规则四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。

另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。

二、价层电子对互斥理论（Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory）简称VSEPR

适用AD m 型分子

1、理论模型

分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。

2、用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的一般步骤：

(1)确定中心原子A价层电子对数目

法1．经验总结

中心原子的价层电子对数=21（中心离子价电子数+配对原子提供电子总数）

对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，计算方法如下：

n＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m2

注意：①氧族元素的氧做中心时：价电子数为 6, 如 H2O，H2S；做配体时:提供电子数为 0，如在 CO2中。

②如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO34中P原子价层电子数5+（0×4）+3 = 8；NH4 中N原子的价层电子数5+（1×4）－1 = 8。

③结果为单电子时视作有一个电子对。

例：IF5 价层电子对数为21[7+（5×1）] = 6对 正八面体（初步判断）

N H4 价层电子对数为21[5+（4×1）－1] = 4对 正四面体

其次节 分子的立体构型

第一课时价层电子对互斥理论

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[课标要求]

1．生疏共价分子结构的多样性和简单性。

2．能依据价层电子对互斥理论推断简洁分子或离子的构型。

1．常见分子的立体构型：CO2呈直线形，H2O呈V形，HCHO呈平面三角形，NH3呈三角锥形，CH4呈正四周体形。

2．价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。中心原子形成几个σ键就有几对σ键电子对，而中心原子上的孤电子对数可由下式计算：12(a－xb)，其中a表示中心原子的价电子数，x表示与中心原子结合的原子数，b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．价层电子对为2时，VSEPR模型为直线形；价层电子对为3时，呈平面三角形；价层电子对为4时，呈四周体形，由此可推想分子的立体构型。

形形色色的分子

1．三原子分子的立体构型有直线形和V形两种

化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称

CO2 O===C===O 180° 直线形

H2O

105° V形

2．四原子分子大多数实行平面三角形和三角锥形两种立体构型

化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CH2O

约120° 平面三角形

NH3

107° 三角锥形

3．五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四周体

化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称

CH4

109°28′ 正四周体形

CCl4

109°28′

正四周体形

1．下列分子的立体结构模型正确的是( )

A B C D

解析：选D CO2分子是直线形，A项错误；H2O分子为V形，B项错误；NH3分子为三角锥形，C项错误；CH4分子是正四周体结构，D项正确。

2．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角都接近90°，说明H2S分子的立体构型为________________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键的夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为______________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的立体构型为__________________。