资源简介 普通高中新课程标准实验教科书选修3(2008 -2009)版本的对比更新 ——关于分子立体结构的确定方法 人教版普通高中新课程标准实验教材(以下简称高中新教材)07年在吉林省全面推行。该教材根据《基础教育课程改革纲要(试行)》的精神,按照素质教育的要求,充分体现“以学生发展为本”的现代教育理念,以培养学生的思想道德素质为核心,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,树立全体学生全面发展与尊重差异、追求个性和鼓励创新相统一的现代教育观念,积极引导学生主动参与、乐于探究、善于实践,从根本上实现学生学习方式的转变,全面考虑和系统规划普通高中新教材的知识与能力目标、过程与方法目标、情感态与价值观目标,同时该版本教材在发行的同时以课程教材研究的专业队伍为主体,广纳社会各界名流贤达,不断征集使用意见,面向全国大多数地区、大多数师生的实际操作情况,进行适度调整。笔者就选修3分子立体结构这一节的知识变动进行了对比分析,谈一下教学体会。高中化学新课程将《物质结构与性质》(以下简称《结构》)设置为单独的选修模块,其目的是为了使学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法;研究物质构成的奥秘;认识物质结构与性质之间的关系;提高分析问题和解决问题的能力。在此目标的统领下,模块的内容标准及相关内容与以往课程相比发生了很大的变化,一些结构化学的学科核心概念如:原子轨道、价层电子对互斥理论,杂化轨道,电离能、电负性、晶格能等在新课程内容标准或教材中出现。新补充的知识内容完善了高中化学体系,更符合学科认知规律,从本质源头上懂得物质结构以及元素化合物各性质表象的原因,打好高层次的课程基础。高中阶段基础知识的基础性,与义务教育阶段相比是高--层次的基础知识,更加重视抽象、概括、归纳、演绎等理性探索,更加重视实验数据及文献资料分析等,从而更加符合高中生认知水平的发展。符合国际国际教学规律同时新课程标准教材在发行的同时以课程教材研究的专业队伍为主体,广纳社会各界名流贤达,不断征集使用意见,面向全国大多数地区、大多数师生的实际操作情况,进行适度调整。笔者就选修3分子立体结构这一节的知识变动进行了对比分析,谈一下教学体会。【2008】867号新课标教材第2.2节二价层电子对互斥模型在教材37页。二、价层电子互斥模型(VSEPR models):1、VSEPR模型的内容1:多原子分子中,中心原子价层电子中的成键电子对之间相互排斥,使分子的空间构型总是趋向成键电子对间排斥力最小的那种构型2:多原子分子中,中心原子价层电子中的成键电子对与孤对电子间(以及孤对电子之间)也存在相互排斥,使分子的空间构型总是趋向排斥力最小的那种构型【2009】198号新课标教材第2.2节二价层电子对互斥模型在教材37页二 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论认为 分子的立体构型是价层电子对互相排斥的结果,价层电子对时指分子的中心原子上的电子对,包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。σ键电子对数可由分子式确定,而中心原子上的孤电子对确定方法如下:中心原子上的孤电子对数=1/2 (a-xb)a为中心原子的价电子数,对于主族元素来说,价电子数等于原子的最外层电子数x为与中心原子结合的原子数b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数( 氢为1 其它原子等于 8-该原子的价电子数)对于阳离子,a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数对于阴离子,a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数综上对比,如上所示,变化很大,而最大的变化在于立意的变化。原版本也在阐述或者在表达价电子对的核心内容,同学们也能理解,但操作过程中需要熟练掌握中学中常见物质的电子式,进而观察出电子对数目从而推出分子结构。诚然尽管理论理解难度不大,但对学生化学知识素养要求很高,不是全体同学都能准确写出电子式,更有些常见物质的电子式是不需要具体写出的,那么学生就难以应用这以理论为其知识体系服务了改版后,极大增强了可操作性,理解理论,记住公式,只要知道分子的化学式,经过计算就可以确定该分子的空间结构。例如 孤电子对数 分子空间构型co2 1/2(4—2*2)=0 直线形SO2 1/2(6—2*2)=1 V形 CO32- 1/2(6—3*2)=0 平面三角形H3O+ 1/2(5—3*1)=1 三角锥形根据计算可以跨越书写电子式的步骤,直接根据分子式求出分子的空间构型,丰富了价层电子对理论的应用空间。使得同学们能比较轻易的建立起分子化学式和空间结构模型为后续知识的理解(分子的极性,物理性质等)起到解释推理作用。使得本章节编入高中的意义更具有逻辑性整体性。总之,这一步的增补改写是有益无害的。但通过教学实践和理论分析,该计算方法也有一定局限性,首先他很容易解释a-xb之差能被2整除的状况,没有交待当不能被2整除情况时应该怎样操作,其次该理论方法一般只适用于Abn型分子对于其它分子则不很适用,当然对于结构很简单的其它分子,我们也可以根据观察电子式,应用该理论去毛估分子的空间结构。现在将该理论比较完整和实用的运用方法介绍如下,我们可以通过对比,更好程度掌握好教学方向和方法价层电子对互斥理论,在预见分子结构方面简单易行,不需要些电子式等即可确定分子的几何构型价层电子对互斥理论1940年美国的Sidgwick NV等人相继提出了价层电子对互斥理论,简称VSEPR法,该法适用于主族元素间形成的ABn型分子或离子。该理论认为,一个共价分子或离子中,中心原子A周围所配置的原子B(配位原子)的几何构型,主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用。这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布,以使彼此间的排斥能最小。所谓价层电子对,指的是形成σ键的电子对和孤对电子。孤对电子的存在,增加了电子对间的排斥力,影响了分子中的键角,会改变分子构型的基本类型。以上同教材内容以AXn为例 (A—中心原子,X—配位原子) :?? ????? ●确定中心原子的价层电子对数,判断电子对的空间构型。?? ????? 中心原子的价层电子对数可用下式计算:?? ??????? ????? VP=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数±离子电荷数(负/正)]①A的价电子数=主族序数;②配体X:H和卤素每个原子各提供一个价电子,氧与硫不提供价电子;③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。根据斥力最小的原则,价层电子对数与电子对空间构型关系表示如下:价层电子对数 2 3 4 5 6 电于对空间构型 直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体 实例分析:试判断PCl5 离子的空间构型。 解:P离子的正电荷数为5,中心原子P有5个价电子,Cl原子各提供1个电子,所以P原子的价层电子对数为(5+5)/2 = 5,其排布方式为三角双锥。因价层电子对中无孤对电子,所以PCl5 为三角双锥构型。 实例分析:试判断H2O分子的空间构型。 解 :O是H2O分子的中心原子,它有 6个价电子,与O化合的2个H原子各提供1个电子,所以O原子价层电子对数为(6+2)/2 = 4,其排布方式为 四面体,因价层电子对中有2对孤对电子,所以H2O分子的空间构型为V形。直接求出电子对总数计算公式的表达形式不同判断共价分子构型的一般规则:1.确定中心原子的价电子层中的电子总数和电子对数。中心原子价电子总数=中心原子价电子数+配位体提供的电子数2.根据中心原子的电子对数,确定分子的几何构型。在出现奇数电子时,将此单电子也当作电子对来对待。绘出构型图,将配位原子排布在中心原子周围,每一个电子对连接一个配位原子,剩余的电子对称孤电子对,也排布在几何构型的一定位置上。直接求出电子对总数,并交待了奇数电子的处理方法 VSEPR 也有不足之处它只能定性地说明问题,无法精准的推算键长,键角及键能。这些不足之处正能被轨道杂化理论弥补。所以,轨道杂化理论与价层电子对互斥理论一直能在分子结构的纯粹化学中起着主导作用。 综上 ,一在教学活动中可以适当渗透,较完整全面交待知识体系。二,注重引导对知识内涵的引导和把握,如氢氰酸和甲醛分子结构的推理 ,氨气和甲烷的键角的分析,二氧化硫和氧气空间相似性的教学,二氧化氮空间结构中成单电子,和乙烯乙炔双键三键只做一个电子对的分析。 总之,我们要要以学生的认识水平和接受能力作为衡量的标准,我们要认真细致,根据教材特点,把握主题,合理编排,展现学科的基础性和先进性,逻辑性和联系性,重视科学技术,渗透人文观念,做好教育事业参考文献 无机化学 新课标2008 2009 选修3新课标教师教学参考书在教学中使用价层电子对互斥理论的探讨分子杂化轨道和价层电子对互斥理论 展开更多...... 收起↑ 资源预览