2025年春高二化学选择性必修2人教版配套教案 2.2.2 杂化轨道理论简介.docx

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第二章《分子结构与性质》教学设计

第二节分子的空间结构

第二课时杂化轨道理论简介

课题：2.2.2杂化轨道理论简介

课时

1

授课年级

高二

课标

要求

1.理解杂化轨道理论的主要内容。

2.能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子空间结构。

教材

分析

本节内容是高中化学人教版（2019版）选择性必修二第二章第二节《分子的空间结构》内容，该内容是高中选修课程中，研究分子空间结构与分子性质的承上启下之课。本节内容主要包括分子的空间结构、价层电子对互斥模型和杂化轨道理论三个部分，教材呈现这些内容的逻辑顺序为“分子是有空间结构的→预测简单分子或离子的空间结构→解释简单分子或离子的空间结构”。

本课时教材此部分内容阐述了两个主要问题：一是先介绍了杂化轨道理论的主要内容；二是运用杂化轨道理论去解释分子的空间结构。教材以大家熟知的甲烷的空间结构为例，引入杂化轨道理论，通过图片的呈现方式，介绍了sp3、sp2和sp杂化，给出了杂化后的杂化轨道的电子云形状。有了杂化轨道理论的知识后，运用该理论可以确定分子中的中心原子的杂化轨道类型，从而解释分子的空间结构。教材中通过表格的方式列举了一些分子的空间结构和中心原子的杂化轨道类型。最后，教材设置了一个“研究与实践”，要求学生动手搭建分子的空间结构模型。

要讨论分子中的中心原子的杂化轨道类型，首先要知道分子的空间结构。因此，如果没有实验数据得出分子的空间结构，可以借助价层电子对互斥模型预测分子的空间结构，从而确定分子中的中心原子的杂化轨道类型。这就是教材在编排时，为什么先讨论价层电子对互斥模型，再讨论杂化轨道理论的原因。

教学

目标

（1）结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型(sp3、sp2、sp)

（2）能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构

教学重、难点

重点：应用杂化轨道理论解释分子的空间结构

难点：用杂化轨道理论解释含有孤电子对的分子的空间结构

核心

素养

宏观辨识与微观探析：通过宏观上对物质空间结构的理解，探究微观上判断杂化轨道的类型，不仅能够更好地从宏观角度理解物质的空间结构，同时也能更好的从微观角度剖析物质的构成。

证据推理与模型认知：通过阅读杂化轨道的相关内容，从定量和定性的角度推知不同物质的杂化轨道类型，实现对物质空间结构内涵理解上的螺旋式上升，进一步建构基于“位置”“结构”“性质”关系的系统思维模型。

科学探究与创新意识：鲍林提出的杂化轨道理论，很好的诠释了甲烷分子的正四面体结构，使物质结构理论变得更加完善，体现了创新思维在科学研究中的重要价值。

科学精神与社会责任：通过对鲍林提出杂化轨道理论的了解，使学生体会到物质结构的发现过程是一个艰难曲折的过程。在学习活动中，使学生感受到科学家献身科学的探索精神，感受科学家在进行科学探索时所具有的创新科学态度。

学情

分析

在必修阶段，学生对化学键、共价键、离子键的知识有了一定的了解，知道他们的定义、成键微粒、成键本质、成键条件、成键原因及存在范围。对于共价键，必修教材从元素种类的角度，更加深入的研究了它的分类方法。能够用电子式表示离子化合物和共价单质及共价化合物。能够用结构式表示共价单质和共价化合物。同时介绍了水、二氧化碳、甲烷分子的空间构型。由此可见，学生对于共价键和常见物质的空间结构比较熟悉。教学中要充分利用学生已有的知识经验，铺设阶梯，引导学生深入思考杂化轨道理论与物质空间结构的关系，帮助学生自主建构思维模型。

杂化轨道理论比较抽象，在本节课的教学中可以充分利用学生已有的原子结构、共价键理论和价层电子对互斥模型等知识基础，教学中可以学生熟悉的甲烷为例，结合教材中的图2-15的sp3杂化轨道图示，分析sp3杂化的含义。在此基础上，继续分析sp、sp2杂化的含义。同时结合教材中提供的多个图片和表格，从定性定量的角度探究空间结构与杂化轨道的关系，通过自主阅读表格教材内容、小组合作、教师讲授等方式，对杂化轨道理论进行探究，多种教学手段的采用，可以加深对复杂知识的理解。

教学过程

教学

环节

教学活动

设计意图

环节一、复习提问，

情景导入

环节二、探究杂化轨道理论

创设情境

任务一、

探究杂化轨道理论

任务二、探究杂化轨道类型与分子的空间结构的关系

任务三、

探究杂化轨道类型的判断方法

【复习提问】请同学们回顾一下甲烷的分子式、电子式、结构式，碳原子的轨道表示式以及甲烷的空间结构是什么样的？

【学生】CH4、、、、正四面体形

【导入】通过刚才的复习，我们知道，甲烷分子呈正四面体形，它的4个C-H键的键长相同。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