高中化学(必修2)专题1

高中化学（必修2）专题1

微观结构和物质的多样性内容分析和教学建议

浙江省天台中学 陈 红

一、《化学2》教材特点

1、教材的组织结构

《化学2》是继高中化学必修课程《化学1》之后的又一门必修课程，江苏教育出版社出版的《化学2》教材共分4个专题。这4个专题又通过12个单元来组织学习内容和学生活动。

第一单元 核外电子排布与周期律

专题1 微观结构与物质的多样性

第二单元 微粒之间的相互作用力

第三单元 从微观结构看物质的多样性

化 第一单元 化学反应速率与反应限度

专题2 化学反应与能量转化

学 第二单元 化学反应中的热量

2 第三单元 化学能与电能的转化

第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用

第一单元 化石燃料与有机化合物

专题3 有机化合物的获得与应用

第二单元 食品中的有机化合物

第三单元 人工合成有机化合物

第一单元 化学是认识和创造物质的科学

专题4 化学科学与人类文明

第二单元 化学是社会可持续发展的基础

2、三套教材中相关内容的比较分析

专题1 专题2 专题3 专题4

苏教版 微观结构和物质

的多样性 化学反应与能量变

化 有机化合物的获

得与应用 化学科学与人

类文明

人教版 物质结构 元素周

期律 化学反应与能量 有机化合物 化学与可持续发展

鲁教版 原子结构与元素 化学反应与能量 重要的有机化合物 —— 2 周期律

3、教材的知识体系（苏教版）

《化学2》是在《化学1》的学习的基础上进行自然延伸，即既有《化学1》相关内容的深化和拓展，又较好地揭示了化学反应的基本原理。从所涉及的具体内容，主要有三类，即物质结构基础，化学反应原理初步和重要的有机化合物知识。其中专题1“微观结构与物质的多样性”着力引导学生从结构的角度去认识和把握物质的性质，进而逐步展现化学学科中“结构——性质——用途”的主线；专题2“化学反应与能量转化”提出了化学反应中的核心概念——“能量”的问题；专题3“有机化合物的获得与应用”介绍了几种最为典型的有机物的获得、性质及其应用；专题4“化学科学与人类文明”则试图帮助学生在完成对必修部分化学的学习后，对化学学科建立较为整体全面的了解和认识。因此可以说，《化学2》是在《化学1》的基础上进一步完整了学生的化学理论和知识体系，同时也很好地兼顾了学生掌握知识和思维发展的实际状况。

《化学2》四个专题与化学学科基本理论体系之间的联系

专题 与《化学1》的关系 建构学科知识体系

专题1 微观结构与物质的多样性 对原子和物质结构认识的发展 物质结构理论

专题2 化学反应与能量转化 以常见物质的反应为素材 化学反应原理

专题3 有机化合物的获得与应用 我们身边另一类重要的物质 物质分类的丰富和发展

专题4 化学科学与人类文明 化学与可持续发展

《化学2》不仅在专题内容选择与编排顺序安排上贴近生活，结合实际，而且遵循学生的认知规律，重视学生情感的培养和知识体系的形成。教师在组织教学活动时应有意识地加强引导。

二、专题1教材分析

1．编写思路

本专题和《化学I》的内容相衍接，从原子、分子、离子层次探究物质性质变化的规律和本质原因。从揭示微观结构与物质多样性关系为目标，首先必须具备有关物质结构的一些知识，因此本专题首先研究单个原子核外电子的排布及其在化学反应中的变化，以元素周期表为线索，探究微观结构和元素性质的关系；然后从微粒的相互结合方式认识微粒间的相互作用力；最后把微观结构与物质的多样性联系起来，研究同素异形体现象和同分异构现象，探索几种常见晶体的结构和基本特点。教材的逻辑结构如下：(《化学II》专题1的结构图)

原子核外电子排布 元素周期表

原子、离子、分子怎样构成物质：微粒间作用力的多样性

离子键、离子化合物、离子晶体、离子化合物表示 共价键、共价分子、共价化合物、有机分子中的共价键 分子间作用力及其对物质性质的影响、水分子间的氢键

从微观结构了解物质的多样性 3

另外教材在第二单元介绍了碳原子的成键特征，在第三单元则介绍了有机物的同分异构现象，采用这样的处理方式，有助于打破无机物和有机物之间的绝对界限，从物质结构视角统整了无机化学和有机化学的某些知识，强化了知识间的内在联系。同时，同素异形体、同分异构体、常见的晶体等知识是以说明“物质的多样性”而呈现的，在概念的理解和应用要求上不宜过高。

2．专题知识点内容

核外电子的排布

元素周期律

元素的金属性和非金属性

元素周期表

元素周期表的应用

位、构、性的相互关系

离子键（概念、成因、表示）

共价键（概念、成因、表示）

共价分子特点

碳原子的成键特征

分子间作用力

水分子间的氢键

同素异形体

同分异构体

晶体类型（分类、构成微粒、微粒间作用力、性质）

3．教材特点

本专题的标题点明了专题的设计意图。世界上只有110几种元素，却形成了这么多的物质，体现了物质的多样性。我们如何去认识这么多的物质，就从物质的微观结构去认识。要了解物质的微观结构，就要从原子结构入手，再认识分子结构，再认识晶体结构。另外同素异形现象和同分异构现象的存在也是物质多样性的重要原因。

本专题的主要内容有：以元素周期律和元素周期表为线索，探究微观结构与元素性质的关系；以微粒相互结合方式探究化学键理论；从微观结构的角度认识物质的多样性。

本专题知识内容丰富、比较抽象、理论知识逻辑严谨、概念多、系统性强。

本专题的教学内容体现以下的特点：

（1）学习内容层次递进关系

本专题共有三个单元：《核外电子的排布与周期律》、《微粒之间的相互作用力》、《从微观结构看物质的多样性》。

第一单元先引导学生在认识原子组成的基础上进一步了解核外电子排布的基本规律；然后从许多原子的核外电子的排布情况中去认识随着元素核电荷数的递增而出现的原子核外电子排布的周期性变化规律；接着要求学生判断元素的金属性和非金属性强弱，以此理解元素周期律。在学习元素周期律后，让学生阅读、分析元素周期表，通过交流讨论，了解元素同素异形体 同分异构体 常见的晶体

第一单元

第二单元

第三单元 4 周期表的结构，再通过活动与探究、交流与讨论等形式让学生概要地认识位、构、性之间的关系，最后学习元素周期表的意义。

第二单元则是在第一单元的基础上，学习原子是如何通过得失电子或通过共用电子对的形式形成离子化合物和共价分子（化合物），认识离子键、共价键的概念和成因，学习它们的表示方法，最后简要地介绍了分子间存在的相互作用。从而能从原子、分子、离子的微观层次去认识宏观物质。

第三单元是在前二个单元学习的基础上，通过分析同素异形现象、同分异构现象产生的原因，帮助学生从物质的微观结构认识物质的多样性，了解为什么100多种元素为什么可以构成种类繁多的物质。再通过对比不同类型的晶体的构成微粒、微粒间作用力的差异，认识结构上的差异是导致性质不同的根本原因，从本质上理解物质的多样性。

（2）体现了承上启下的作用

本专题在《化学I》中所学的元素化合物知识的基础上，帮助学生初步建立物质的微粒观，认识元素及其化合物的性质决定于它的结构，为后续课程《物质结构与性质》、《有机化学基础》模块的学习打下基础。同时通过学习，了解对比、归纳、分析、综合、演绎等逻辑关系；学习通过模型、图表、动画等直观方式理解抽象的化学理论和概念的学习技能；认识到化学理论对化学实践的指导意义。

与本专题相关的知识：

《化学I》：专题1的第一单元中的电解质的概念；第三单元《人类对原子结构的认识》的原子结构知识；《化学I》中的重要金属元素和非金属元素及其化合物的性质的学习。

《化学II》后续模块的学习需要用到专题1的知识进行分析问题、解释原因。如专题2第二单元（P36）的“交流与讨论”中用键能去解释HCl生成是吸热还是放热反应？

《化学反应原理》专题1第一单元《化学反应中的热效应》中关于化学反应中能量变化原因的解释，用到反应物的总键能与生成物的总键能来计算反应热。

《实验化学》专题2课题1《铝及其化合物的性质》，涉及到铝原子结构示意图，铝原子的电子排布式、铝在周期表中的位置及铝可形成多种配合物。

《化学与生活》专题1第四单元《化学品的安全使用》中以资料卡的形式介绍“相似相溶原理”。专题2第一单元《摄取人体必需的化学元素》介绍了27种必需元素在周期表中的位置。

《有机化学基础》中都涉及到碳原子的成键方式、有机物的结构简式、结构式、键线式、球棍模型、比例模型、分子的空间结构、同分异构现象及杂化轨道等。

《物质结构与性质》对本专题所学知识进行深化和拓展。将要学习s、p、d亚层，核外电子排布的三个原理，1－36号元素的电子排布，电离能，电负性；学习金属晶体的微观结构，共价键的类型，晶胞，杂化轨道，价层电子对互斥理论，等电子体原理，分子的极性，手性分子和配合物等知识。

本专题的内容体现了承上启下的作用，但与老教材相比其启下的作用削弱了。

（3）重视学习方法的指导

本专题各单元通过“你知道吗”、“观察与思考”、“活动与探究”、“交流与讨论”、“拓展视野”等栏目组织学生通过多种多样的学习活动来学习，突出学习方法指导。

例如在学习元素周期律、元素周期表时，教材多次要求组织学生阅读、研究、分析元素原子核外电子排布、元素周期表，从中找出规律性的知识；要求学生依据给出的数据绘制函数图像，以便直观地显示其中隐含的规律。在学习活动中，教师不仅要组织好活动，还要进 5 行学习方法的指导。

第一单元中的《元素周期律》：

交流与讨论

信息提示 活动探究

本专题还有许多内容的学习要通过归纳或演绎的方法进行。帮助学生学会分析、归纳、演绎、类比，是发展学生逻辑思维能力的重要环节，要在教学中予以重视。

归纳方法：原子核外电子的排布；元素周期律；晶体的物理性质

演绎方法：元素周期表；化学键的表示；同素异形现象；同分异构现象；

（4）充分利用图、表、模型增强直观性

由于微观世界肉眼难见、微观理论的抽象、实验数据的枯燥，教材除了进行文字描述外，大量使用了图形（实物照片、原子结构示意图、分子模型图、化学家像）、表格（二维、三维、元素周期表）、模型（比例模型、球棍模型、晶体结构模型）以帮助学生理解对微观世界的认识，注意发展学生的空间想象能力。