高中化學(xué)選擇性必修二 2.2.1 分子的空間結(jié)構(gòu) 第一課時(shí)

1、分子的空間結(jié)構(gòu)第一課時(shí) 教學(xué)設(shè)計(jì)課題分分子的空間結(jié)構(gòu)單元2學(xué)科化學(xué)年級(jí)高二教材分析本章內(nèi)容比較系統(tǒng)地介紹了分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，內(nèi)容比較豐富。首先，在第一章有關(guān)電子云和原子軌道等概念的基礎(chǔ)上，介紹了共價(jià)鍵的主要類型鍵和鍵，以及鍵參數(shù)鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角；接著，在共價(jià)鍵概念的基礎(chǔ)上，介紹了分子的立體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論和雜化軌道理論對(duì)簡(jiǎn)單共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性進(jìn)行了解釋；最后，介紹了極性分子和非極性分子、分子間作用力、氫鍵等概念，以及它們對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，并從分子結(jié)構(gòu)的角度說明了“相似相溶“規(guī)則、無機(jī)含氧酸分子的酸性等。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二

2、節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)第一課時(shí)。這一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容主要是分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法以及典型分子空間結(jié)構(gòu)。 本節(jié)安排了“分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)”這部分內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，了解分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法，了解紅外光譜和質(zhì)譜工作原理及應(yīng)用；通過對(duì)典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響，了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。學(xué)生能夠在分子水平上，從分子結(jié)構(gòu)的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念；學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣能得到有效保持，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)能得到進(jìn)一步提高。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過對(duì)典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響，了解共價(jià)分子

3、結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：通過了解分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是在不斷發(fā)展的，培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)、不斷進(jìn)步的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課 【思考】肉眼不能看到分子，科學(xué)家是怎樣知道分子的結(jié)構(gòu)的呢？思考問題通過問題，引發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。講授新課第二節(jié) 分子的空間結(jié)構(gòu) 第一課時(shí) 分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定早年的科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后推測(cè)分子的結(jié)構(gòu)。如今，科學(xué)家應(yīng)用了許多測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、晶體X射線衍射等。下面先介紹紅外光譜，下一

4、章還將介紹晶體X射線衍射。1.測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法紅外光譜：分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是處于不斷振動(dòng)著的。紅外線透過分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到譜圖上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫(kù)比對(duì)，或通過量子化學(xué)計(jì)算，可以得知分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。紅外光譜儀原理示意圖測(cè)分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀吸收峰分析官能團(tuán)、化學(xué)鍵。例如，通過紅外光譜儀測(cè)得某未知物的紅外光譜圖如上圖所示，發(fā)現(xiàn)有OH、CH、和CO的振動(dòng)吸收。因此，可以初步推測(cè)該未知物中含有羥基（OH）。 【思考】紅外光譜幫助我們確定分子中的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，還有什么現(xiàn)代化儀器幫我們確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)

5、呢？現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量。質(zhì)譜儀的基本原理是：在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘妶?chǎng)加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場(chǎng)得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對(duì)這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對(duì)分子質(zhì)量。質(zhì)譜：縱坐標(biāo)表示相對(duì)豐度，橫坐標(biāo)表示粒子的相對(duì)質(zhì)量與其電荷數(shù)之比（m/z），簡(jiǎn)稱荷質(zhì)比，化學(xué)家通過分析得知，被測(cè)物的相對(duì)分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯。二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)在多原子構(gòu)成的分子中，由于原子間排列的空間順序不一樣，于是分子就有了原子的幾何學(xué)關(guān)系和形狀，這就是分子的空間結(jié)構(gòu)。這就是分子的立體

6、構(gòu)型。1.雙原子分子（直線形）2.三原子分子的空間構(gòu)型3.四原子分子的空間構(gòu)型4.四原子分子其他立體構(gòu)型（直線形、正四面體形）5.五原子分子的空間構(gòu)型6.其他多原子分子【講解】分子空間結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性有關(guān)。例如，上圖中S8像頂皇冠，如果把其中一個(gè)向上的硫原子倒轉(zhuǎn)向下，盡管也可以存在，卻不如皇冠式穩(wěn)定；又如，椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定。【課堂練習(xí)】1判斷正誤(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打“”。)(1)四原子分子一定都是平面三角形或三角錐形()(2)正四面體形的鍵角均為10928()(3)SiCl4、SiH4、NH、CH3Cl均為正四面體結(jié)構(gòu)()(4)SF6分子的空間結(jié)構(gòu)為正八面體形(

7、)(5)椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定() 答案： (1)(2)(3)(4)(5)2.可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)物分子中含有哪些官能團(tuán)的分析方法是()A核磁共振氫譜 B質(zhì)譜C紅外光譜 D紫外光譜 答案：C32002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明了對(duì)有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極少量(109 g左右)的化合物通過質(zhì)譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C2H6離子化后可得到C2H、C2H、C2H然后測(cè)定其質(zhì)荷比。設(shè)H的質(zhì)荷比為1，某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如圖(假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度與該離子多少有關(guān))，則該有機(jī)物可能() ACH3OH BC3H8C

8、C2H4 DCH4答案：D4.下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是() 答案：D5. (1)硫化氫(H2S)分子中，兩個(gè)HS的夾角接近90，說明H2S分子的空間結(jié)構(gòu)為_。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C=S的夾角是180，說明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為_。(3)能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是_(填字母)。a兩個(gè)鍵之間的夾角為10928bCH為極性共價(jià)鍵c4個(gè)CH的鍵能、鍵長(zhǎng)都相等d二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體) 答案：（1） V形（2）直線形（3） ad 認(rèn)真思考思考認(rèn)真思考主動(dòng)探究檢測(cè)反饋了解分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法。了解紅外光譜和質(zhì)譜工作原理及應(yīng)用。通過對(duì)典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響，了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。課堂小結(jié) 一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定紅外光譜化學(xué)鍵或官能團(tuán)質(zhì)譜相對(duì)分子質(zhì)量二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1.三原子分子的空間結(jié)構(gòu)有直線形和V形（又稱角形）兩種。CO2 直線形 H2O V形2.大多數(shù)四原子分子采取平面三角形和三角錐兩種空間結(jié)構(gòu)。3.五原子分子的形狀更多，最常見的是四面體形，如甲烷，鍵角10928板書 一、分子結(jié)構(gòu)