第二章第三節(jié)第一課時鍵的極性和分子的極性教學(xué)設(shè)計(jì)高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

選擇性必修二第二章第三節(jié)《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)》第一課時《共價(jià)鍵的極性》（一）課標(biāo)要求：內(nèi)容要求：知道共價(jià)鍵可分為極性和非極性共價(jià)鍵；知道分子可以分為極性分子和非極性分子，知道分子極性與分子中鍵的極性、分子的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。學(xué)業(yè)要求：能利用電負(fù)性判斷共價(jià)鍵的極性；能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鍵的極性來判斷分子的極性，并據(jù)此對分子的一些典型性質(zhì)及應(yīng)用作出解釋。（二）教材分析本節(jié)內(nèi)容是高中化學(xué)人教版（2020版）選擇性必修二《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第二章第三節(jié)《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)》第一課時的內(nèi)容，該內(nèi)容是高中選修課程中，研究分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的收尾課。因此，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容對下一階段學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)等具有重要作用，幫助學(xué)生建立“物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”這一基本化學(xué)觀念，同時使學(xué)生能夠從這一視角解釋一些化學(xué)現(xiàn)象，推測物質(zhì)的一些重要性質(zhì)，也是后面相似相溶原理的基礎(chǔ)。第三節(jié)《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)》包括共價(jià)鍵的極性（鍵的極性與分子的極性、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響）、分子間的作用力（范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響、溶解性）、分子的手性，共三大方面的內(nèi)容，內(nèi)容較多，記憶、理解、運(yùn)用難度都較高，教參建議將本節(jié)內(nèi)容分成2課時進(jìn)行探究。本節(jié)課是《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三節(jié)的起始課，在必修一課程中的已經(jīng)初步了解極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的基礎(chǔ)上，教材運(yùn)用第一章學(xué)過的電負(fù)性的概念，從鍵合原子電性的視角來進(jìn)一步認(rèn)識極性鍵和非極性鍵的本質(zhì)和特征，通過圖片的方式描述了常見極性分子和非極性分子的空間結(jié)構(gòu)和分子某部分電性。根據(jù)圖示，討論分子的極性。引出判斷分子極性的方法之一：根據(jù)分子中化學(xué)鍵的極性的向量和。以及根據(jù)分子的正電中心和負(fù)電中心是否重合的另一種方法。資料卡片中探討了典型的極性分子臭氧，并指出其中的共價(jià)鍵是極性鍵。且側(cè)面討論了分子極性大小與其在水中和四氯化碳中溶解度的差異問題。后通過不同羧酸的pKa推斷出鍵的極性對于化學(xué)性質(zhì)的影響，以及烴基的推電子效應(yīng)。本節(jié)課教材從圖片、表格出發(fā)，結(jié)合兩個“思考與討論”、一個“資料卡片”、兩個“科學(xué)?技術(shù)?社會”欄目，分別從不同角度幫助學(xué)生了解共價(jià)鍵的極性。圖片的引用可以化抽象為直觀，降低學(xué)生的理解難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)思維；對表格中數(shù)據(jù)的分析，能夠培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理能力，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。（三）學(xué)情分析在必修一階段，學(xué)生通過電子式的角度初步認(rèn)識了共價(jià)鍵，從組成分子的元素的種類的視角對鍵的極性進(jìn)行分析。知道共價(jià)鍵的定義、成鍵微粒、成鍵本質(zhì)、成鍵條件、成鍵原因及存在范圍。在選修階段，學(xué)生學(xué)習(xí)了共價(jià)鍵和價(jià)層電子互斥模型之后，已經(jīng)能判斷共價(jià)鍵的極性和分子的空間結(jié)構(gòu)，可以充分利用學(xué)生已有的極性鍵、非極性鍵知識經(jīng)驗(yàn)，在復(fù)習(xí)和強(qiáng)化的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀和體會教材中的相關(guān)內(nèi)容，特別是對書中給予的圖片和表格進(jìn)行分析，理解共價(jià)鍵的本質(zhì)。結(jié)合電負(fù)性的具體數(shù)據(jù)，定量比較分子中原子對價(jià)電子吸引能力的相對大小。（四）教學(xué)目標(biāo)1、知道極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的形成條件及特點(diǎn)。2、能根據(jù)分子式正確判斷化學(xué)鍵類型。3、能結(jié)合常見物質(zhì)分子立體結(jié)構(gòu)，正確判斷極性分子和非極性分子。4、初步認(rèn)識化學(xué)鍵的極性與分子的極性的關(guān)系。5、使學(xué)生初步了解分子的極性對物質(zhì)溶解性的影響——相似相溶原理。（五）教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：多原子分子中極性分子和非極性分子的判斷。2、教學(xué)難點(diǎn)：分子結(jié)構(gòu)與分子極性的關(guān)系。（六）教學(xué)過程：【引入】化學(xué)與我們的日常生活息息相關(guān)。首先，請一位同學(xué)和老師一起完成一個生活小實(shí)驗(yàn)。指甲油兩瓶，泡沫板一塊，請你在泡沫板上寫下“化學(xué)”兩個字。【學(xué)生】描述現(xiàn)象：指甲油迅速腐蝕泡沫板，形成凹陷的字跡。展示寫有字樣的泡沫板，如圖41?！窘處煛看蠹铱梢钥吹剑谶@塊泡沫板上，“化學(xué)”二字寫得可謂是入“木”三分。這兩個字，分別是用兩種不同顏色的指甲油在泡沫板上書寫的。那么，我們還敢使用指甲油嗎？為什么泡沫板會被指甲油腐蝕？【任務(wù)一】鍵的極性【PPT】請你完成表中的5種物質(zhì)的電子式、結(jié)構(gòu)式和所含共價(jià)鍵類型。H2Cl2H2OCCl4CO2電子式結(jié)構(gòu)式所含共價(jià)鍵類型（極性鍵/非極性鍵）電負(fù)性H：2.1Cl：3.0H：2.1C：2.5C：2.5O：3.5Cl：3.0O：3.5共用電子對是否偏移電荷是否均勻分布電負(fù)性差值【教師】請你結(jié)合表格中提供的電負(fù)性數(shù)值，分析共價(jià)鍵的類型與電負(fù)性的關(guān)系，說明共用電子對情況和電荷分布情況?！緦W(xué)生】氫氣和氯氣都是同種原子組成的分子，所以HH、ClCl為非極性鍵，HO、CCl、C=O是極性鍵。HH、ClCl是同種原子形成的共價(jià)鍵，電負(fù)性差值為0，共用電子對不偏移，那么HO、CCl、C=O的共用電子對就發(fā)生了偏移?！窘處煛坑刹煌有纬傻墓矁r(jià)鍵，共用電子對會發(fā)生偏移，是極性鍵。而極性其實(shí)指的就是電荷的不均勻分布。請你計(jì)算鍵合原子間的電負(fù)性差值，并填入表格。【設(shè)問】如果鍵合原子的的電負(fù)性差值不斷增大，鍵的極性會如何變化？鍵的類型會如何變化？【學(xué)生】極性會增大，鍵會變成離子鍵?！綪PT】極性鍵和非極性鍵的判斷：電負(fù)性差值角度：形成化學(xué)鍵時，一般兩元素原子的電負(fù)性之差△x＝0時為非極性鍵；△x＜1.7時為極性鍵；△x＞1.7時為離子鍵?！驹O(shè)問】極性鍵的兩個原子的電負(fù)性的差值與鍵的極性之間有什么關(guān)系？【學(xué)生】電負(fù)性差別越大，鍵的極性越強(qiáng)?！救蝿?wù)二】分子的極性【實(shí)驗(yàn)視頻】打開上層是水，下層是紫紅色的CCl4的I2溶液的酸式滴定管的活塞，將用絲綢摩擦之后的玻璃棒放在滴定管下方，將溶液放入預(yù)先準(zhǔn)備好的燒杯中?！緦W(xué)生】總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：一開始放出下層的紫紅色的CCl4的I2溶液時，液流不偏轉(zhuǎn)；等到CCl4的I2溶液放完之后，放出上層的水時，水流向著玻璃棒偏轉(zhuǎn)?！咀穯枴拷z綢摩擦后的玻璃棒發(fā)生了什么變化？為什么水流會偏轉(zhuǎn)，而四氯化碳則不發(fā)生偏轉(zhuǎn)？【學(xué)生】絲綢摩擦后的玻璃棒帶正電，四氯化碳則不被吸引，說明四氯化碳不帶電。而水流被靜電吸引，說明水分子帶負(fù)電。但根據(jù)已學(xué)習(xí)知識，水是不帶電的。這是為什么？【教師】水分子被吸引，并不能說明水就是帶電的，按我們之前學(xué)習(xí)過的知識，分子整體都不帶電，但極性可以讓分子中的電荷不均勻分布，導(dǎo)致分子局部帶電，從而被靜電吸引。因此，按照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來推理，CCl4分子沒有極性，水分子有極性?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】CCl4分子有極性，水分子沒有極性?！咀穯枴緾Cl4分子和水分子都是由極性鍵構(gòu)成的分子，為什么兩者卻一個有極性一個沒有？【任務(wù)三】分子的極性與鍵的極性【教師】通過化合價(jià)的標(biāo)注，我們可以分析出在化合物中元素的電性情況，那么我們?nèi)绾伪磉_(dá)鍵的極性呢？【建?！坷迷诰€建立H2O的分子結(jié)構(gòu)3D模型，如圖42，在圖中標(biāo)注出各原子的電性。圖42H2O的分子結(jié)構(gòu)3D模型【學(xué)生】由電負(fù)性數(shù)據(jù)可知，H<O，所以H略帶正電，O略帶負(fù)電?！咀穯枴縃2O的負(fù)電中心就是O所在位置，那么，2個H的負(fù)電中心在什么位置?【學(xué)生】在2個H連線的中點(diǎn)處。【結(jié)論】H2O的正負(fù)電中心不重合，所以H2O是極性分子。【總結(jié)】極性分子：正電荷中心和負(fù)電中心不重合，使分子的某一個部分呈正電性（δ+），另一部分呈負(fù)電性（δ―），這樣的分子就是極性分子。【建模】利用在線建立CCl4的分子結(jié)構(gòu)3D模型，如圖43，在圖中標(biāo)注出各原子的電性。圖43CCl4的分子結(jié)構(gòu)3D模型【學(xué)生】由電負(fù)性數(shù)據(jù)可知，C<Cl，所以C略帶正電，Cl略帶負(fù)電?！咀穯枴緾Cl4的正電中心就是C所在位置，那么，4個Cl的負(fù)電中心在什么位置?【提示】由實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，CCl4是非極性分子，那么非極性分子的正負(fù)電中心應(yīng)該是什么關(guān)系?！緦W(xué)生】非極性分子的正電中心和負(fù)電中心應(yīng)該重合，所以CCl4的負(fù)電中心與碳原子所在的正電中心重合，即位于由4個Cl構(gòu)成的正四面體的體心。【總結(jié)】非極性分子：正電中心和負(fù)電中心重合，這樣的分子就是非極性分子?！窘處煛砍丝梢詮恼?fù)電中心角度分析分子的極性，還可以利用向量法?！局v解】在H2O的空間結(jié)構(gòu)圖中，用箭頭標(biāo)出OH共價(jià)鍵的極性，要求：由電負(fù)性小的原子指向電負(fù)性大的原子，然后計(jì)算向量和是否為0?！緦W(xué)生】H2O的兩個OH鍵都由H指向O，兩個向量和沿著OH夾角的角分線上，指向O,不是0?！究偨Y(jié)】極性分子的分子中化學(xué)鍵的極性的向量和不為0?！窘處煛客?，請你從向量和的角度分析CCl4分子的極性?！緦W(xué)生】CCl4分子中4個CCl鍵都由C指向Cl，4個向量和為0?！究偨Y(jié)】非極性分子的分子中化學(xué)鍵的極性的向量和為0?！咀穯枴客瑸闃O性鍵構(gòu)成的分子，兩者極性卻完全不同。這是為什么？【學(xué)生】空間結(jié)構(gòu)不同?！究偨Y(jié)】判斷的分子極性要兼顧分子中所含共價(jià)鍵的極性和分子的空間構(gòu)型兩方面?！綪PT】請你完成下表。分子H2O2Cl2HClP4CO2空間結(jié)構(gòu)分子的極性分子BF3CH4H2ONH3HCNCH2Cl2空間結(jié)構(gòu)分子的極性【小組討論】討論交流，自主總結(jié)分子極性與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。①只含有非極性鍵的分子一定是什么分子？②含有極性鍵的雙原子分子一定是什么分子？③含有極性鍵的多原子分子，空間結(jié)構(gòu)對稱的是什么分子？空間結(jié)構(gòu)不對稱的是什么分子？【小結(jié)】①本質(zhì)是正電中心和負(fù)電中心是否重合。②根據(jù)共價(jià)鍵的極性和分子的空間構(gòu)型判斷。③根據(jù)通過極性鍵的向量和判斷?！具^渡】結(jié)構(gòu)可以決定性質(zhì)，分子的極性對其性質(zhì)的最常見影響就是相似相溶規(guī)律。比較NH3和CH4在水中的溶解度，怎樣用相似相溶規(guī)律理解它們的溶解度不同？【學(xué)生】水和NH3是都極性分子，而CH4是非極性分子，極性分子易溶于極性分子，所以NH3在水中的溶解度大于CH4?！驹O(shè)問】現(xiàn)在你能否解釋為什么指甲油可以腐蝕泡沫板了嗎？【PPT】指甲油是一種