归纳与整理教案和学案内容

鲍林的杂化轨道理论

成都十二中学

杨为民

1、教学分析设计

（1）教材分析

教材中的位置：杂化轨道理论位于人教2009版高中选修三第二章《分子结

构与性质》，第二节分子的立体构型。

本节内容围绕分子结构层层递进，分为四个部分。形形色色的分子；价层电子对互斥理论；杂化轨道理论；配合物理论简介。

本课选取承上启下的杂化轨道理论探讨。

杂化轨道理论在教材中地位与作用：教材物质结构与性质分三部分阐述，原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质。知识相互关联又独立成章。分子结构与性质也有三部分，共价键、分子的立体构型、分子的性质。节节相扣、层层递进。杂化轨道理论是这环环相扣中的重要一环

——

一颗美丽的珍珠。杂化轨道理论是教材几个重要理论之一，也是伟大科学家鲍林获得若贝尔化学奖的重要贡献之一。杂化轨道理论十分完美的解释了共价键的方向性与饱和性，丰富和发展了价键理论。

为此提出本节课的核心问题：解释典型分子立体构型，感受鲍林杂化轨道理论的绝妙。

本节课关联体验目标为：宏观模型与微观结构相互表征的整合。以此目标体现化学学科的重要思想方法之一：宏观与微观、抽象与形象的辩证统一。从而加深学生对知识构建的深层次理解。

（2）学生分析

新课程高二理科是精英化学。教材深度广度的拓展，让学生的学习，不仅知其然、还尽可能的知其所以然。分子立体构型的学习——特别是杂化轨道理论的学习，就是让学生，不仅知道分子的微观立体构型是什么，还进一步引导分析为什么是这样的构型——提出人类的理性思考！化学知识自身的逻辑美就足以深深地吸引学生。从前面的学习看，学生认知兴趣已经有大的提高。正好吻合了他们求知求真的年轻天性。

从学生显性知识看，已经知道原子结构与性质、共价键、形形色色的分子、1

杨为民

价层电子对互斥理论等知识；从缄默知识看，学生已经初步建立了微观结构决定宏观性质、微观结构应该从原子轨道理论去思考问题等方法。

（3）

教学目标

①．能用杂化轨道理论说出典型分子立体构型的原因。

②．反思杂化轨道理论解释分子构型的思路，感受理论的美妙。

③．通过对杂化轨道理论的学习，感知杂化轨道的宏观模型与微观立体构型相互表征的整合，促进知识的理解。

（4）教学媒体

①．多媒体：

PPT投影仪

②．实验用品：

S轨道、P轨道、SP杂化轨道、SP2杂化轨道、SP3杂化轨道模型。

（5）设计思路

力求突出以学生为中心的自主学习。教师以引导、点拨、指导的方式帮助学生构建知识。

采取学校“基于缄默知识的核心问题教学模式”的教学策略。即在本节课的核心问题引导下，通过“问题——活动——提升——运用”四大教学环节完成本节教学任务。

2、教学实施设计（6）～（7）

教学

环节

请用价层电子对互斥理 直线型分子，

论说出BeCl2分子的立体构。键角180

新课

型。

用电子式表示其形成过 （电子式表示的形成导入

程。

过程略）

（2min）

提出

核心

问题 (2min) 请从共价键理论，特别是从原子轨道重叠角度，大胆提出你对BeCl2分子是直线型，键角180的解释。

。教师活动

学生活动

设计意图

倾听、记录。

温故，引导学生快速进入课堂内容学习。唤醒相应缄默知识。

心理定向：明确活动目的。

1

杨为民

请先独立思考。

独立思考。

记录你的所思所想。

在笔记本上写出自己

活动

然后前后4人为一组，交的分析过程。

核心问流讨论。

小组内讨论、交流、争题，促进学探究

巡视。

辩。分享。

生自主的(5min)

指导。

形成共识。

探究活动。

参与讨论、交流。

一是学生被问题深深吸引； 观测

二是学生能够提出一些解释；

预设

三是学生用文字表达分析过程可能较为困难。

（实际上课情况与预设十分吻合。而且13班雷耕同学的课堂表达

令我十分惊讶——几乎与杂化轨道理论一致！堪称优异！我课后问讯雷耕同学，完全是他独立思考的结果！）

相互尊总结

全班的交流、讨

论。

小组代表发言、补充。

重，学习合阅读教材P39～40页，

提升

大范围达成共识。

作与分享。准确说出杂化轨道理论解

核心问题(20min) 释CH4为正四面体形、键角为

的反思达。成。

109.05的文字要点、并能

用图形表示。

展示模型、点评。

运用

反馈

(10min)

试用杂化轨道理论说出

BF3为平面三角形、键角为120的理由。

展示模型、点评。

。 独立完成练习。

投影仪交流。

布置

作业

(1min)

复习。

作业。

检验核心问题的达成情况。由此及彼，举一反三，巩固矫正。

1、尝试回忆本节课内学而时容思考的问题。

习之。

2、自学本节其它内容，完成教材习题。

（9）板书设计

BeCl2 直线型 180 Be基态、激发态、混杂轨道排布图 混杂后轨道总数不变、能量、形状、夹角一样

CH4 正四面体形 109.05 C基态、激发态、混杂轨道排布图 混杂后轨道总数不变、能量、形状、夹角一样

BF3平面三角形 120 B基态、激发态、混杂轨道排布图 混杂后轨道总数不变、能量、形状、夹角一样

（能量、形状、均从不一样变为一样，夹角变为一样）

杂化轨道理论要点：文字与图示(略) 。。1

杨为民

（10）教学流程

3．教后反馈调整

（11）表现反映

下面是高2013级三个学生周末总结，以此看看学生的表现（红字是我涂的）：

布置作业

运用反思

点评

反思核心问题的达成

引入

提出核心问题

PPT 探究活动

观察记录

分析

讨论

交流

总结提升

交流点评

电子的飞跃

杨浩宇

电子，一种无时无刻不存在于我们身边的微小物质，却担起了物质组成的重任。没有电子的转移，就没有离子键，没有电子的偏向，就没有共价键，没有电子，就不会有这个形形色色的世界。

在电子的世界当中，最让我感到神奇的便是“杂化轨道”的理论。科学家们可以测出分子的结构模型，但是却没有办法解释它，于是便有人提出了一个天才的理论，杂化轨道的理论。其中的大概的内容是：当原来的电子轨道无法满足其成键需要时，便会有电子发生轨道跃迁，打破原来存在的平衡，使s轨道和p轨道发生混杂，形成特殊的spn轨道。而这个电子的飞跃是意义重大的，我们便可以推想，宇宙大爆炸的产生是否是从第一个电子的跃迁开始的呢？

1

杨为民

然而，在理论出现的同时，必然也会有疑问的出现。姑且不说他的理论的确是和实际相符的，但我心中还存在一大疑问：s轨道和p轨道是如何进行杂化的？我们都知道原子核外部的电子是分层排布的，而分层排布的依据是每层电子的能量不同，就暂且理解为每个轨道的能量不同吧。既然是这样，那为什么两个不同能量的轨道能够发生混杂？就算轨道能量有递变性，它们混杂在一起后形成的也应该是能量不同的两个轨道，为什么会是完全相同的两个轨道？难道在混杂的同时能量也可以被混杂？这里我便找不出合理的解释了。

但至少电子真的飞跃了，这样就够了，可又好像并不够，理论上的疑问需要在以后慢慢寻找答案，现在我们可以做的就是怀疑的相信着。

催化剂：努力

真实的构型+生动的模型=========可感的幸福

廖楠

本周的学习精彩而刺激，枯燥而抽象，听起来略感矛盾，但实际上，因为这四个特点，分子的结构与性质这一版块才显得可乐、可怕，最重要的是“可感”。的确，从微观角度对离子进行分析研究，倘若不可感，只会觉得知识太模糊、太难消化，死记硬背是令人反感和头痛的；先入为主是令人纠结和不爽的，但在这一周，那些直观、生动的模型却加深了我们对微观世界的感性认识，当求知欲被模型给激发出来后；当趣味性被图画给调动起来时，再高深、在杂乱的知识点、难点、易错点都成了小葱拌豆腐—一清二白。

以前学习时，太过于被动，老师说是大家连半个不是都不敢开腔。但现在，那些理论一学习后，一个会加减法的小学生也能运用得得心应手，确实是贡献巨大！阿基米德说：给我一个支点，我就可以撬动地球。现在我也能说：只要给我一个分子式，我也可以几秒钟就解出它的空间构型。

其实微观的现实现如今才感到太奇妙了，我在网上看了许多的神奇之处，才发现除了sp、sp、sp杂化轨道以外，还有以XeF4为代表的dsp杂化，以SF6为代表的spd杂化，杂化轨道可以分为等性和不等性……

倘若我用化学的眼光看世界，我会发现：世界在用另一种形式在呈现，倘若我用微观的眼光看化学，同理可证：化学成了最熟悉的陌生人。

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杨为民

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愿这个熟悉的陌生人带给我更多“可感”的幸福！

扑朔迷离

陈祯蕾

一层一层的，慢慢地，揭开化学神秘的面纱，揭露隐藏在粗纱后，朦朦胧胧的谜团。

从宏观到微观，大到宇宙，小至分子，无不跟化学有关，跟物质有藕断丝连的联系。没有一次次的猜想，就不会有完美的对称图形的发现；没有一次次的推断，就不能让思维展翅飞翔，不能飞到分子立体构型那完美的躯体身边。

奇妙的大门在一声声疑问和惊叹中打开，欢迎我们的是那些形形色色的分子。直线型的CO2，三角锥形的NH3………为什么，为什么会有不同形状，与价电子数相同？CO3与CH4为何不同形状，与原子个数相同？CH2O与NH3为何不同形状？这一系列扑朔迷离的问题激发了我探讨的兴趣。

杨老带领我们，从相同中找差异，在差异中找联系，一次次启发我们，引导我们，使我们带着好奇与兴趣上路，揣着满足与愉快归来。

原来，中心原子价层电子数之和等于2或等于3或等于4的，其VSEPR模型为直线型，平面三角型，正四面体型。但如果中心原子上还有孤电子对（m，m=（中心原子价电子数

—

配位原子单电子数*配位原子个数）/2），就会受到较强排斥力，其VSEPR模型与分子结构就会有差异，例如：

2-

BeCl2

NH4+

CO32-

m 0 0 0 n 2 4 3 z 2 4 3 VSEPR模型

立体构型

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杨为民

NH3

1 3 4

站在鲍林——伟大的化学家的肩膀上，我接触了杂化理论的美妙，更对化学家们做出的努力产生一种敬佩和欣赏。

(1)

sp杂化（BeCl2）

(2)

sp2杂化（C2H4）

轨道杂化的结果：sp

sp2

sp3

由此及彼，推出

180°的直线型杂化轨道

3个夹角为120°的平面三角形

正四面体

π键，是未参与杂化的p轨道形成

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杨为民

一瓶瓶深蓝色、草绿色抑或是透明的试剂，又打开了另一扇窗，以配位键形成的配合物在向我们招手。看，那一串长长的队伍：

[Cu(H2O)4]2+乙醇

析出晶体

Cu(OH)2

[Cu(NH3)4]2+NH3·H2O

NH3·H2O

CuSO4、(NH4)2SO4、H2SO4

[Cu(H2O)4]2+

Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+

Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH4)]2++2OH—Fe3++ SCN- === [Fe(SCN)] 2+

扑朔迷离的美丽，像雾中看花，在柳烟朦胧的月色中，嗅到深秋桂子的娇羞——这些面纱揭开后，我豁然开朗，惊叹微观分子的奇妙！

（12）反思改进

孔子曰：“学起于思，思源于疑”

。每当我看到学生可爱、稚嫩、充满活力的文字，我无比的自豪与由衷的高兴!我喜欢他们的思考与质疑，热爱如此给力的学生！

但是每每见到学生做不完的作业，不知疲倦身影。。。。。。

我感到要真正“把课堂还给学生，让课堂充满生命的活力”，让学生主动参与课堂活动，主动获取知识，学会方法，让他们从繁多的作业中解放出来，并取得良好的成绩，确实不易。

课堂教学的探讨无止境——教海无涯勤为径！

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杨为民