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《杂化轨道理论简介》教案

一、课标解读

模块2：物质的结构与性质

主题2：微粒间的相互作用与物质的性质

1．内容要求

课标要求结合实例了解共价分子具有特定的空间按结构，并可利用相关理论和模型进行解释和预测。这就需要让学生了解杂化轨道的形成过程，以及如何预测共价分子或离子中原子的杂化类型。

2．学业要求

（1）能运用杂化轨道理论解释和预测简单分子的空间结构

（2）能判断共价分子或离子中原子的杂化类型。

二、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，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。

三、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。

四、素养目标

【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

五、教学重点、难点

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

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

六、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。

七、教学思路

教学流程

八、教学过程

环节

教师活动

学生活动

环节1

回顾旧知识，找出分子空间结构的矛盾点，分析sp3杂化轨道杂化过程，引出杂化轨道理论

1.给出甲烷结构模型，提问学生甲烷分子的结构特点

学生回答和甲烷相关的空间结构

2.根据碳原子的电子排布式画出轨道表示式

3.由σ键成键方式得出缺少孤电子，引出电子跃迁

4.由电子云轮廓图得到空间矛盾，引出鲍林的杂化轨道理论

5.利用轨道表示式解释甲烷分子中心原子sp3杂化轨道杂化过程

6.利用动画演示sp3杂化轨道杂化过程

7.进一步学习杂化轨道理论内容，分析杂化要点

环节2

分析杂化轨道理论，总结杂化规律

1.回顾sp3杂化轨道杂化过程

2.解释sp3杂化轨道的含义

s表示1个s轨道，p3表示3个p轨道

根据杂化轨道的含义判断字母的含义

3.推导sp3杂化轨道重叠成键后可容纳4对电子

回答成键轨道能容纳烦的电子对数

4.有价层电子对互斥理论推导出甲烷分子中心原子的价层电子对数为4

根据价层电子互斥理论回答

5.经对比推导出中心原子的价层电子对数为4时，杂化轨道数量也为4，杂化类型为sp3杂化

6.对比sp3杂化轨道的含义，书写sp2、sp杂化轨道的含义和对应的中心原子的价层电子对数及轨道夹角

7.总结得出:杂化轨道数=价层电子对数=中心原子孤电子对数＋中心原子的σ键数

8.分析价层电子对数的含义，得出杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对

环节3

根据分析sp3杂化轨道杂化过程，推导sp2、sp杂化轨道杂化过程

1.由CH2O分子的球棍模型写出σ键数和π键数

根据σ键和π键的判断方法

2.推断出CH2O分子中心原子采取sp2杂化

依据价层电子对互斥理论理论及杂化轨道与价层电子对数的对应关系

3.利用轨道表示式解释CH2O分子中心原子sp2杂化轨道杂化过程

根据sp3杂化轨道杂化过程模仿回答

4.利用动画演示sp2杂化轨道杂化过程

5.由CO2分子的球棍模型写出σ键数和π键数

根据σ键和π键的判断方法

6.推断出CO2分子中心原子采取sp杂化

依据价层电子对互斥理论理论及杂化轨道与价层电子对数的对应关系

7.利用轨道表示式解释CO2分子中心原子sp杂化轨道杂化过程

根据sp2杂化轨道杂化过程模仿回答

8.利用动画演示sp杂化轨道杂化过程

9.填空练习（BF3、SO2、BeCl2、C2H2），价层电子对数与杂化轨道数之间的联系以及杂化轨道的作用

依据价层电子对互斥理论理论及杂化轨道与价层电子对数的对应关系

环节4

总结分析杂化过程，利用典例题巩固知识

1.总结理论要点：

能量相近的原子轨道发生杂化

杂化前后轨道总数不变

杂化轨道能量相同、方向不同

体系的能量降到最低

（轨道间的排斥力最小）

2.总结理论应用

中心原子的杂化轨道数=价层电子对数

杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对

未参与杂化的p轨道可用于形成π键

3.巩固练习5道，参考答案

九、板书设计

十、课堂练习（典型性、代表性和覆盖面）

化合物

中心原子核外电子排布式

价层电子

对数

杂化轨道

的数目

杂化类型

VSEPR模型名称

分子的

空间结构

形成σ键的杂化轨道数

容纳孤电子对的杂化轨道数

CH4

NH3