資源簡介

普通高中新課程標準實驗教科書選修3（2008 -2009）版本的對比更新
——關于分子立體結構的確定方法
人教版普通高中新課程標準實驗教材（以下簡稱高中新教材）07年在吉林省全面推行。該教材根據《基礎教育課程改革綱要（試行）》的精神，按照素質教育的要求，充分體現“以學生發展為本”的現代教育理念，以培養學生的思想道德素質為核心，以培養學生的創新精神和實踐能力為重點，樹立全體學生全面發展與尊重差異、追求個性和鼓勵創新相統一的現代教育觀念，積極引導學生主動參與、樂于探究、善于實踐，從根本上實現學生學習方式的轉變，全面考慮和系統規劃普通高中新教材的知識與能力目標、過程與方法目標、情感態與價值觀目標，
同時該版本教材在發行的同時以課程教材研究的專業隊伍為主體，廣納社會各界名流賢達，不斷征集使用意見，面向全國大多數地區、大多數師生的實際操作情況，進行適度調整。筆者就選修3分子立體結構這一節的知識變動進行了對比分析，談一下教學體會。
高中化學新課程將《物質結構與性質》（以下簡稱《結構》）設置為單獨的選修模塊，其目的是為了使學生了解人類探索物質結構的重要意義和基本方法；研究物質構成的奧秘；認識物質結構與性質之間的關系；提高分析問題和解決問題的能力。在此目標的統領下，模塊的內容標準及相關內容與以往課程相比發生了很大的變化，一些結構化學的學科核心概念如：原子軌道、價層電子對互斥理論，雜化軌道，電離能、電負性、晶格能等在新課程內容標準或教材中出現。新補充的知識內容完善了高中化學體系，更符合學科認知規律，從本質源頭上懂得物質結構以及元素化合物各性質表象的原因，打好高層次的課程基礎。高中階段基礎知識的基礎性，與義務教育階段相比是高－－層次的基礎知識，更加重視抽象、概括、歸納、演繹等理性探索，更加重視實驗數據及文獻資料分析等，從而更加符合高中生認知水平的發展。符合國際國際教學規律
同時新課程標準教材在發行的同時以課程教材研究的專業隊伍為主體，廣納社會各界名流賢達，不斷征集使用意見，面向全國大多數地區、大多數師生的實際操作情況，進行適度調整。筆者就選修3分子立體結構這一節的知識變動進行了對比分析，談一下教學體會。
【2008】867號新課標教材第2.2節二價層電子對互斥模型在教材37頁。
二、價層電子互斥模型（VSEPR models）：
1、VSEPR模型的內容
1：多原子分子中，中心原子價層電子中的成鍵電子對之間相互排斥，使分子的空間構型總是趨向成鍵電子對間排斥力最小的那種構型
2：多原子分子中，中心原子價層電子中的成鍵電子對與孤對電子間（以及孤對電子之間）也存在相互排斥，使分子的空間構型總是趨向排斥力最小的那種構型
【2009】198號新課標教材第2.2節二價層電子對互斥模型在教材37頁
二 價層電子對互斥理論
價層電子對互斥理論認為 分子的立體構型是價層電子對互相排斥的結果，價層電子對時指分子的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。σ鍵電子對數可由分子式確定，而中心原子上的孤電子對確定方法如下：
中心原子上的孤電子對數=1/2 （a-xb）
a為中心原子的價電子數，對于主族元素來說，價電子數等于原子的最外層電子數
x為與中心原子結合的原子數
b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數（ 氫為1 其它原子等于 8-該原子的價電子數）
對于陽離子，a為中心原子的價電子數減去離子的電荷數
對于陰離子，a為中心原子的價電子數加上離子的電荷數
綜上對比，
如上所示，變化很大，而最大的變化在于立意的變化。
原版本也在闡述或者在表達價電子對的核心內容，同學們也能理解，但操作過程中需要熟練掌握中學中常見物質的電子式，進而觀察出電子對數目從而推出分子結構。誠然盡管理論理解難度不大，但對學生化學知識素養要求很高，不是全體同學都能準確寫出電子式，更有些常見物質的電子式是不需要具體寫出的，那么學生就難以應用這以理論為其知識體系服務了
改版后，極大增強了可操作性，理解理論，記住公式，只要知道分子的化學式，經過計算就可以確定該分子的空間結構。例如
孤電子對數 分子空間構型
co2 1/2（4—2*2）=0 直線形
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 三角錐形
根據計算可以跨越書寫電子式的步驟，直接根據分子式求出分子的空間構型，豐富了價層電子對理論的應用空間。使得同學們能比較輕易的建立起分子化學式和空間結構模型為后續知識的理解（分子的極性,物理性質等）起到解釋推理作用。使得本章節編入高中的意義更具有邏輯性整體性。
總之,這一步的增補改寫是有益無害的。但通過教學實踐和理論分析，該計算方法也有一定局限性，首先他很容易解釋a-xb之差能被2整除的狀況，沒有交待當不能被2整除情況時應該怎樣操作，其次該理論方法一般只適用于Abn型分子對于其它分子則不很適用，當然對于結構很簡單的其它分子，我們也可以根據觀察電子式，應用該理論去毛估分子的空間結構。
現在將該理論比較完整和實用的運用方法介紹如下，我們可以通過對比，更好程度掌握好教學方向和方法
價層電子對互斥理論，在預見分子結構方面簡單易行，不需要些電子式等即可確定分子的幾何構型
價層電子對互斥理論
1940年美國的Sidgwick NV等人相繼提出了價層電子對互斥理論，簡稱VSEPR法，該法適用于主族元素間形成的ABn型分子或離子。該理論認為，一個共價分子或離子中，中心原子A周圍所配置的原子B（配位原子）的幾何構型，主要決定于中心原子的價電子層中各電子對間的相互排斥作用。這些電子對在中心原子周圍按盡可能互相遠離的位置排布，以使彼此間的排斥能最小。所謂價層電子對，指的是形成σ鍵的電子對和孤對電子。孤對電子的存在，增加了電子對間的排斥力，影響了分子中的鍵角，會改變分子構型的基本類型。
以上同教材內容
以AXn為例 (A—中心原子,X—配位原子) ：?? ????? ●確定中心原子的價層電子對數，判斷電子對的空間構型。?? ????? 中心原子的價層電子對數可用下式計算：?? ??????? ????? VP=1/2[A的價電子數+X提供的價電子數±離子電荷數(負/正)]①A的價電子數=主族序數；②配體X：H和鹵素每個原子各提供一個價電子,氧與硫不提供價電子；③正離子應減去電荷數,負離子應加上電荷數。根據斥力最小的原則，價層電子對數與電子對空間構型關系表示如下：
價層電子對數
2
3
4
5
6
電于對空間構型
直線形
平面三角形
四面體
三角雙錐
八面體
　實例分析:試判斷PCl5 離子的空間構型。
　　解：P離子的正電荷數為5，中心原子P有5個價電子，Cl原子各提供1個電子，所以P原子的價層電子對數為（5+5）/2 = 5，其排布方式為三角雙錐。因價層電子對中無孤對電子，所以PCl5 為三角雙錐構型。
　　實例分析：試判斷H2O分子的空間構型。
　　解 ：O是H2O分子的中心原子，它有 6個價電子，與O化合的2個H原子各提供1個電子，所以O原子價層電子對數為（6+2）/2 = 4，其排布方式為 四面體，因價層電子對中有2對孤對電子，所以H2O分子的空間構型為V形。直接求出電子對總數
計算公式的表達形式不同
判斷共價分子構型的一般規則:
1.確定中心原子的價電子層中的電子總數和電子對數。
中心原子價電子總數=中心原子價電子數+配位體提供的電子數
2.根據中心原子的電子對數，確定分子的幾何構型。在出現奇數電子時，將此單電子也當作電子對來對待。繪出構型圖，將配位原子排布在中心原子周圍，每一個電子對連接一個配位原子，剩余的電子對稱孤電子對，也排布在幾何構型的一定位置上。
直接求出電子對總數，并交待了奇數電子的處理方法
VSEPR 也有不足之處它只能定性地說明問題，無法精準的推算鍵長，鍵角及鍵能。這些不足之處正能被軌道雜化理論彌補。所以，軌道雜化理論與價層電子對互斥理論一直能在分子結構的純粹化學中起著主導作用。
綜上 ，一在教學活動中可以適當滲透，較完整全面交待知識體系。二，注重引導對知識內涵的引導和把握，如氫氰酸和甲醛分子結構的推理 ，氨氣和甲烷的鍵角的分析，二氧化硫和氧氣空間相似性的教學，二氧化氮空間結構中成單電子，和乙烯乙炔雙鍵三鍵只做一個電子對的分析。
總之，我們要要以學生的認識水平和接受能力作為衡量的標準，我們要認真細致，根據教材特點，把握主題，合理編排，展現學科的基礎性和先進性，邏輯性和聯系性，重視科學技術，滲透人文觀念，做好教育事業
參考文獻 無機化學
新課標2008 2009 選修3
新課標教師教學參考書
在教學中使用價層電子對互斥理論的探討
分子雜化軌道和價層電子對互斥理論

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