《共价键与分子的空间结构 第1课时》示范公开课教学设计【高中化学】

《分子的空间结构》第一课时教学设计积极性。

讲授新课第二节分子的空间结构第一课时分子结构的测定一、分子结构的测定早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构。

如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。

下面先介绍红外光谱，下一章还将介绍晶体X射线衍射。

1.测定分子结构的现代仪器和方法红外光谱：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。

红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。

通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。

红外光谱仪原理示意图测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析官能团、化学键。

例如，通过红外光谱仪测得某未知物的红外光谱图如上图所示，发现有O—H、C—H、和C—O的振动吸收。

因此，可以初步推测该未知物中含有羟基（—OH）。

认真思考了解分子结构的测定方法。

了解红外光谱和质谱工作原理及应用。

【思考】红外光谱帮助我们确定分子中的化学键和官能团，还有什么现代化仪器帮我们确定有机物的结构呢？现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。

质谱仪的基本原理是：在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。

由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。

质谱：纵坐标表示相对丰度，横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比（m/z），简称荷质比，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。

思考二、多样的分子空间结构在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，这就是分子的空间结构。

这就是分子的立体构型。

1.双原子分子（直线形）2.三原子分子的空间构型3.四原子分子的空间构型4.四原子分子其他立体构型（直线形、正四面体形）5..五原子分子的空间构型6.其他多原子分子认真思考通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。

《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。

第二章分子结构与性质第一节共价键2.1.1 共价键本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。

首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。

最后介绍了极性分子和非极性分子、键的极性对化学性质的影响、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则等。

教学重点：σ键和π键的形成及特点教学难点：σ键和π键的形成及特点多媒体调试、讲义分发【新课导入】[学生活动1]钠、氯通过得失电子形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键？你能从元素的电负性差别来理解吗？填写下表。

元素的电负性差值很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成离子键，而共价键是电负性差值不大的原子间形成的共价键。

[学生活动2]书写H2、HCl、Cl2的电子式。

[设疑]H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合，为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子？[讲解]化学键是相邻原子间的强烈的相互作用，化学键分为离子键、共价键、金属键。

共价键的本质是原子间形成的共用电子对，共用电子对即电子云重叠，也就是原子间通过电子云重叠而产生强烈的相互作用。

非金属的原子之间、大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属之间可形成共价键。

[总结]一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。

[剖析]由于电子对的共用，H2、HCl、Cl2分子中，各原子核外电子达到饱和。

不能再形成H3、H2Cl、Cl3等分子。

【新课讲授】[展示]氢原子形成氢分子的电子云。

[讲解]共价键形成的过程中，两个参与成键的原子轨道沿着轨道伸展的方向进行重叠，且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键越牢固。

共价键第1课时◆教学目标1. 从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。

2. 知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成键类型。

◆教学重难点1.从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。

2.从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。

◆教学过程一、新课导入假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆原子构成”。

——1965年诺贝尔奖得主，理查德·费曼在之前的学习中，我们已经了解了：宏观物质是由微观粒子组成的。

【分享交流】微观粒子包含哪些种类？它们分别组成了哪些物质？你能各举出一些例子么？这些微粒在形成物质的过程中，形成了怎样的化学键？我们常说形成共价键时“电子成对”，电子是带负电的，两个负电的东西为何会主动靠近？这其中的本质是什么？【思考讨论】写出H2、Cl2、HCl的电子式，通过电子式分析为何它们是稳定的物质？你认为是否存在H3、H2Cl、Cl3这样的物质？说出你判断的理由。

第IV A族的元素与H能形成CH4、SiH4等；第V A族的元素与H能形成NH3、PH3等；第VIA族的元素与H能形成H2O、H2S等；第VIIA族的元素与H能形成HF、HCl等；从中你发现了怎样的规律？用自己的语言总结。

你能从价电子结构的角度解释原因么？二、讲授新课一、共价键共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

两原子之间每共用一对电子，彼此的电子数增加1个。

因此：第IV A族元素的原子价电子为4个，要达到8电子结构，需要共用4对电子；第V A族元素的原子价电子为5个，要达到8电子结构，需要共用3对电子；第VIA族元素的原子价电子为6个，要达到8电子结构，需要共用2对电子；第VIIA族元素的原子价电子为7个，要达到8电子结构，需要共用1对电子；原子通过共用一定数量的电子对即可达到稳定结构，共价键的数量也由此确定，不会一直增加下去。

第一章有机化合物的结构特点与研究方法第一节有机化合物的结构特点第1课时有机化合物的分类及结构◆教学目标1．了解有机化合物的分类方法，能依据有机化合物分子的碳骨架和官能团对常见有机化合物进行分类。

通过对典型有机化合物中碳骨架和官能团的分析，发展分类研究有机化合物的模型认知的学科素养。

2．认识有机化合物分子结构中碳原子的成键特点、共价键的类型和共价键的极性，能初步根据有机化合物的分子结构特点对其化学性质和有机反应规律进行分析预测。

通过分析共价键的极性对有机化合物性质的影响，深化对“结构决定性质”的理解。

◆教学重难点有机化合物分子中官能团的辨识，以及官能团对化学性质的影响；从官能团和化学键的视角分析有机反应的规律。

◆教学过程【新课导入】请同学们回忆：什么是有机物？有机物有什么特点？有机化学(organic chemistry)就是以有机化合物(organic compound)为研究对象的学科。

研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用以及有关理论和方法等。

思考：有机化合物种类繁多、分子结构复杂多变的主要原因是什么？碳原子的成键方式多样（单键、双键、三键）；碳原子的结合方式多样（链状、环状）；分子中各原子在空间的排布方式多变【新知讲解】过渡：有机化合物数量繁多，为了便于研究，需要对其进行分类。

分类的主要依据有：按照构成有机化合物分子的碳骨架分类、按照有机化合物分子中的官能团分类。

一、有机化合物的分类方法1．依据碳骨架分类2．依据官能团分类官能团：决定有机化合物特性的原子或原子团。

有机化合物类别官能团代表物烃烷烃——甲烷CH4烯烃碳碳双键乙烯CH2=CH2炔烃碳碳三键乙炔CH≡CH芳香烃——苯烃的衍生物卤代烃碳卤键溴乙烷CH3CH2Cl醇羟基乙醇C2H5OH酚羟基苯酚醚醚键乙醚CH3CH2OCH2CH3醛醛基乙醛CH3CHO酮酮羰基丙酮CH3COCH3羧酸羧基乙酸CH3COOH酯酯基乙酸乙酯CH3COOC2H5胺氨基—NH2甲胺CH3NH2酰胺酰胺基乙酰胺CH3CONH2C CC C思考与讨论（1）辨识有机化合物的一般方法是从碳骨架和官能团的角度将其归类，并根据官能团推测其可能的性质。

第1课时共价键的极性范德华力发展目标体系构建1.能从微观角度理解共价键的极性对分子极性的影响，能说出范德华力对分子某些性质的影响。

2。

通过键的极性及范德华力对物质性质的影响的探析，形成“结构决定性质”的认知模型。

一、共价键的极性1．键的极性和分子的极性(1)键的极性分类极性共价键非极性共价键成键原子不同元素的原子同种元素的原子电子对发生偏移不发生偏移成键原子一个原子呈正电性(δ＋）呈电中性的电性一个原子呈负电性(δ－)（2)极性分子和非极性分子（3）键的极性与分子极性之间的关系①只含非极性键的分子一定是非极性分子。

②含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为非极性分子，否则为极性分子。

③极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。

例如CH4是非极性分子，只含有极性键。

含有非极性键的分子不一定为非极性分子,如H2O2是含有非极性键的极性分子。

微点拨：键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异,与其他因素无关.2．键的极性对化学性质的影响键的极性对物质的化学性质有重要的影响.例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH）的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性.羧酸的酸性可用p K a的大小来衡量，p K a越小，酸性越强。

羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示.不同羧酸的p K a羧酸p K a丙酸（C2H5COOH） 4.88乙酸（CH3COOH） 4.76甲酸(HCOOH）3。

75氯乙酸(CH2ClCOOH） 2.86二氯乙酸（CHCl2COOH) 1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0。

65三氟乙酸（CF3COOH）0。

23为什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱？［提示]烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。

所以，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小。

二、范德华力1．分子间的作用力—-范德华力（1）概念：物质的分子之间存在着相互作用力，把这类分子间作用力称为范德华力。

《分子的空间结构》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 了解常见分子的空间结构，能够识别不同类型的分子。

2. 能够分析分子间的作用力及其对物质性质的影响。

3. 理解分子的空间结构对化学反应速率的影响。

二、教学重难点1. 教学重点：掌握常见分子的空间结构，理解分子间作用力及其对物质性质的影响。

2. 教学难点：如何正确识别不同类型的分子空间结构，以及如何分析分子空间结构对化学反应速率的影响。

三、教学准备1. 准备相关PPT，包括分子结构图和反应原理图。

2. 准备各种常见分子的模型，以便学生能够实际观察和操作。

3. 准备相关实验器材，以便进行实验演示和探究。

4. 安排学生进行小组讨论，对常见的分子的空间结构进行归纳和总结。

四、教学过程：本节课的教学设计理念是：通过实验探究，使学生掌握分子的空间结构的概念，并通过实例了解分子的空间结构在物质性质中所起的作用。

教学过程包括实验探究、小组讨论、教师讲解和学生练习四个环节。

1. 实验探究首先，通过演示氨分子的球棍模型，引导学生观察分子的形状，并让学生思考分子的形状与物质的性质有何关系。

接着，进行氨分子的喷泉实验，让学生观察喷泉实验的现象，并思考喷泉实验的原因与分子的空间结构有何关系。

通过这两个实验，让学生初步了解分子的空间结构。

2. 小组讨论将学生分成若干小组，让每个小组讨论以下几个问题：(1)什么是分子的空间结构？(2)分子的空间结构与物质的性质有何关系？(3)分子的空间结构在化学反应中的作用是什么？让学生通过讨论，加深对分子的空间结构的理解。

3. 教师讲解在学生讨论的基础上，教师进行分子的空间结构的讲解，包括分子中的键型（极性键和非极性键）、分子的对称性（镜面对称和非镜面对称）等知识点。

同时，结合实验现象，分析分子的空间结构与物质性质的关系。

4. 学生练习通过一些练习题，让学生进一步巩固分子的空间结构的知识，包括一些判断题、选择题和简答题等。

通过学生的练习，教师可以了解学生对分子的空间结构的掌握情况，并进行针对性的指导。

《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。

第2节共价键与分子的空间构型（第一课时）【教学目标】1、通过分析甲烷、乙烯、乙炔、苯、氨分子的空间结构，了解杂化轨道理论和价电子对互斥理论，建立分子空间结构模型的推导方法，发展证据推理与模型认知化学学科核心素养；2、通过阅读教材，了解分子的对称性、分子的极性及分子极性与分子空间结构、分子性质的联系，了解手性分子在生命科学等方面的应用，形成理论联系实际的观念。

【教学重难点】重点：杂化轨道理论、价电子对互斥理论难点：分子的空间结构【教学用具】学案、PPT【教学过程】【新课引入】早期用于减轻妇女妊娠反应的药物沙利度胺，曾导致许多胎儿畸形。

科学家们对沙利度胺进行了深入的研究，发现沙利度胺有两种对映异构体，其中右旋异构体没有副作用，而左旋异构体则与致畸有关。

那么什么样的分子存在对映异构体呢?【课中讲解】一.分子空间结构的理论分析1.杂化轨道理论（1）杂化轨道的定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作原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道叫作杂化原子轨道，简称杂化轨道。

特点：同一组杂化轨道的能量、形状、成分完全。

（2）杂化轨道理论的要点相同，杂化轨道的空间取向一定能量相近原子在成键时，同一原子内能量相近的原子轨道重新组合形成新的、能量相同的原子轨道数目不变参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数成键能力增强杂化改变了原有原子轨道的能量、形状和空间取向，使原子的成键能力增强排斥力最小杂化轨道的能量相同，为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道空间取向不同，夹角也不同2. 用杂化轨道理论解释分子的空间结构（1）sp³杂化与甲烷(CH₄)分子的空间结构sp³杂化轨道1个ns轨道与3 个np轨道的杂化称为sp³ 杂化，所形成的四个杂化轨道称为sp³杂化轨道。

四个sp³杂化轨道在空间中均匀分布，轨道间夹角为109°2 8'，其空间结构为正四面体形CH₄中碳原子的杂化过程示意图与成键过程CH ₄中的碳原子的四个杂化轨道分别与四个氢原子的1s 轨道重叠形成四个共价键。

第二节共价键与分子的空间结构第2课时◆教学目标1.初步了解价层电子对互斥理论，能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构。

2.了解等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”。

3.利用价电子对互斥理论预测分子空间结构过程中，发现八隅体规则、价电子对互斥理论的局限性，发展模型认知能力，继续提升对科学本质的认识。

◆教学重难点1.应用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的空间结构。

2.中心原子上的孤电子对数的计算。

◆教学过程一、新课导入【复习旧知】二、讲授新课1.寻找影响分子空间结构的因素【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。

【讲解】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。

在这四个sp3杂化轨道中，有三个轨道各含有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键，还有一个sp3杂化轨道中已有两个电子(孤电子对)，不能再与氢原子形成σ键。

因此，一个氮原子与三个氢原子结合形成氨分子。

【讲述】引导学生得出由于中心原子的孤对电子占有一定的空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。

——引出价层电子对互斥理论。

【提问】CH4具有怎样的空间结构？为什么CH4呈四面体而不是正方形？下面我们通过搭建模型的方式体会、验证。

【模型制作】将4个大小相同的气球系在一起，它会自动排列成什么形状？【演示活动】四个气球会自动排列成为四面体的形状。

这是由于气球之间相互排斥，彼此要尽可能远离。

高中化学《共价键》优质课教学设计、教案(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--共价键【教学目标】知识与技能：1、理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成2、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；3、通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力过程与方法：培养学生从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法情感态度与价值观：通过共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神【教学重点】共价键的形成及特征【教学难点】用电子式表示共价分子的形成过程【教学过程】【复习】复习离子键，原子、离子、分子的电子式以及离子化合物的形成过程的书写。

【引言】我们知道钠在氯气中燃烧学生成氯化钠分子，它是由钠离子和氯离子间的静电作用形成的。

那我们在初中学习过的共价化合物HCl 的形成和NaCl 一样吗？H和 Cl在点燃或光照的情况下，H和 Cl分子被破坏成原子，当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢，是通过阴阳离子间静电作用结合在一起的吗？【回答】不能，因非金属元素的原子均有获得电子的倾向。

【讲解】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，两原子都可以达到稳定结构象氯化氢分子这样，原子间通过共用电子对所形成的相互作用就叫做共价键。

【板书】二、共价键【板书】1、定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

【讲解】让我们进一步深入的对概念进行一下剖析【板书】2、成键粒子：原子【板书】3、成键作用：共用电子对间的相互作用【提问】那么什么样的元素原子之间能够形成共用电子对呢（对照离子键形成的条件）【讲解】得失电子能力较强的形成离子键，得失电子能力较差的一般形成共用电子对，这也就说明了形成共价键的条件。

【板书】4、成键条件：同种或不同种非金属元素原子结合；以及部分金属元素元素原子与非金属元素原子，如 AlCl、FeCl；【讲解】象HCl 这样以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。