《杂化轨道理论简介》教学设计 课题 2.2.4杂化轨道理论 课 型 新课 学情分析 学生已经学过原子结构与相关性质、价键理论、价层电子对互斥理论，具有一定的知识基础。根据学生好奇心强、思维能力敏捷，但空间想象力弱的特点，采取问题驱动法结合动画演示、图表对比归纳和小组讨论的形式去突破重难点。 教材分析 杂化轨道理论安排在共价键和价层电子对互斥理论之后学习，丰富和完善了价键理论，和价层电子对互斥理论，三者结合解释了分子的空间构型，本节从杂化轨道理论解释分子结构的多样性和复杂性，并根据上述理论判断简单分子和离子的构型。为后续晶胞和配合物的学习奠定空间想象基础，具有承上启下的作用。 设计理念 教学目标 【教学目标】 1．了解杂化轨道形成的过程，熟记杂化轨道的要点 2．能判断共价分子或离子中原子的杂化类型。 【评价目标】 1．能利用杂化轨道理论解释常见分子的空间结构 2．结合价层电子对互斥理论分析常见共价分子或离子的杂化类型，在理解杂化轨道理论的基础上，对分子的空间构型进行解释和预测。 【素养目标】 1.微观探析：通过杂化轨道理论的学习,能从微观角度理解中心原子的杂化类型对分子空间结构的影响。 2.模型认知：通过杂化轨道理论的学习,掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法,建立分子空间结构分析的思维模型。 教学重点 重点：杂化轨道理论的要点及它与价层电子对互斥模型的对应关系 教学难点 难点：对杂化轨道形成过程的理解，应用杂化轨道理论解释分子的空间构型 教学方法 教法：讲授法、问题驱动法、图表法、对比归纳法、多媒体辅助教学法。 课前准备 PPT、教科书、相关习题等。 教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图 【创设情境】 甲烷呈正四面体形，它的4个C—H键的键能、键长相同，H—C—H的键角109°28′，按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C- H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体形的甲烷分子。请解释原因。 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28'，称为sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-H σ键，因此呈正四面体形的结构。 了解杂化轨道的形成过程， 【过渡】 了解了CH4的杂化方式，接下来我们就来具体学习杂化轨道理论。 【讲解】1.杂化轨道理论 (1)杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。 ①轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。 ②杂化轨道：原子轨道杂化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。 ③轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。 了解杂化轨道理论 (2)杂化轨道理论要点： ①原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。 ②参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数。 ③杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。 ④杂化前后原子轨道数目不变（参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目），且杂化轨道的能量相同。 ⑤原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化。 ⑥杂化轨道用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。未参与杂化的p轨道可用于形成π键。分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化类型。 ⑦杂化轨道数=中心原子上的孤电子对数+与中心原子结合的原子 ... ...
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