目录
摘要 ...................................................................1 Abstract ...............................................................1 1 引言..................................................................1 2 教学方法的改进........................................................2 2.1梳理教学思路........................................................2 2.2调整教学策略........................................................2 2.2.1重视化学1和化学2的教学...........................................2
2.2.2重视“推断思维”的培养..............................................3
2.3 归纳教材内容........................................................3
2.3.1引导学生归纳整合知识点............................................3
2.3.2书写原子的电子组态................................................4 2.3.4明确“位—构—性...................................................5 2.3.5 元素基本性质的规律性和递变性......................................5 3 化学键理论的教学设想..................................................6 3.1 VSEPR理论的理论要点.................................................6 3.2 经典共价键理论要点..................................................7 3.3 杂化轨道理论要点....................................................7 4 晶体的教学程序........................................................8 4.1 晶体的分类..........................................................8 4.2 各类晶体的结构和....................................................8 4.3 晶胞的简单计算......................................................8 5 巧妙解答高考题........................................................9 6 概括和展望...........................................................10 参考文献...............................................................11 致谢...................................................................12
2.3.3元素周期表元素的分区..............................................5
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关于高中化学《物质结构与性质》的教学思考
李孝彬
化学化工学院 科学教育专业2011级 指导老师：陈泽琴
摘要：高中化学课程改革将《物质结构与性质》作为选修模块三，在以提高学生科学素养为核心的前提下，帮助学生体会科学探究的过程和方法，更系统地理解化学原理和化合物的知识，通过教师引导和学生自主探究，理解物质构成的奥秘，增加化学理论知识的兴趣，提高空间想象力，这是高中化学必修之后 ，对物质结构理论的拓展与加深，为以后学习有机化学和大学化学学习奠定基础。
关键词：物质结构与性质、量子数、化学键理论、电子排布、立体构型
About the material structure and properties of teaching thinking
Li Xiao-bin
Chemistry and chemical engineering Grade five Instructor Chen Ze-qin
Abstract: High school chemistry curriculum reform will be the material structure and properties of three elective module, in under the premise of in order to improve the students' scientific literacy as the core, to help students understand the process and methods of scientific inquiry, more systematic understanding of chemistry and compound knowledge, through the guidance of teachers and students explore independently, understand the mystery of the material, increase the interest in chemistry theoretical knowledge, improve the space of imagination, this is, after high school chemistry required for material structure theory of expanding and deepening, for later learning organic chemistry and college chemistry learning lay the foundation.
Keywords: Material structure and properties, quantum number, chemical bonding theory, electron configuration,three-dimensional stereoscopic。
1 引言
高中化学选修3（人教版）分为三个章节。第一章是原子结构与性质，第二章为分子结构与性质，第三章是晶体结构与性质。教材的内容繁多，没有理论知识的层次性，很多教学重点不突出，如第一章原子结构与性质中的科学探究，意在要求学生探
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究清楚元素周期表与原子结构的关系，分析元素周期表中金属和非金属不同分区的原因，但这部分内容混乱，没有阐述清楚这章的重点内容，其实这章的重点内容是分析周期表与原子结构的关系，明白四个量子数可以决定核外电子的运动状态，正确书写1～18号元素原子核外电子排布式和常见金属的原子核外排布式（如铁，铜，锌），所以把本章教材中出现的知识点进行归纳，分析；再如第二章分子结构与性质，阐述理论的要点不清晰，不利于学生理解，这章的重点内容是阐述VSEPR理论和杂化轨道理论，这两个理论贯穿高中化学学习的始终，其理论要点要单独罗列出来，涉及到的专业术语也要逐个分析清楚，所以该文章对这两个理论做了详细的讲解。看看第三章晶体的结构与性质，教材用了23页阐述这章理论知识，内容太多，学生学起来不容易，给教师的教学也带来很多困难，教材重点没有体现出来，页数过多，但这章对学生的要求也不高，所以该文就精简了教材内容，这章的重点内容是各类晶体的特性和常见晶体结构，晶胞的简单计算。
综上所述，本书的教学难度比较大，教材的内容多,本文以简洁的方式论述高中化学选修3的全部内容，主要的方式有教学方法的改进和对教材的内容的归纳，简单阐述教材中的化学键理论和分析晶体的结构与性质，这有利于教师顺利展开教学，帮助学生轻松地学习该模块内容。 2 教学方法的改进
本书的内容比较多，教材中的概念和理论阐述比较简单，没有条理性，这不利于教师进行教学，学生也会感到任务繁重，教师应该从新的角度去研究教学，展开教学，发展教学，并且引导学生自主学习，培养学生归纳总结的能力，提高学生的科学素养。 2.1 梳理教学思路
用“归类法”来梳理出更清晰的教学思路，把教材上涉及到的概念和理论归为两个大类，一是原子结构与元素周期表，二是化学键理论概述。每章节的知识点衔接性不是很好，很多重点难点在科学视野中，这不利于教师捕捉到重点和学生的知识结构的建立，因此，我们要寻求更合理，更科学的教学思路，从而提高教学质量和促进学生的全面发展。[1] 2 .2 调整教学策略
2.2.1 重视化学1和化学2的教学
《物质结构与性质》是高一必修课程《化学1》和《化学2》之后的选修课程，如果这部分知识掌握不牢固，在学习《物质结构与性质》时将相当地困难。如果学生能够熟记1～18号元素，并能够画出它们的原子结构示意图，从原子结构示意图，回忆元素周期律的内容，那么在学习核外电子排布式，第一电离能等相关内容时就轻松了，因为元素性质的周期性变化已经大致了解，学会通过原子结构来理解这些变化规律就可以了。有了《化学1》和《化学2》的知识储备，学生在学习《物质结构与性质》
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过程中就有了一定的铺垫，不至于跨度太大，难以接受。 2.2.2重视“推断思维”的培养
从高考原题可以看出，解决有关元素的推断，如果元素的推断不出，下面的问题都无法解决。
（1）重视框图训练 框图题对学生来说，可谓难者不会，会者不难，问题的关键是没有找到“突破口”、“题眼”。在平时的训练过程中，要给学生留有充分的思考空间，培养其敏锐的洞察力，能够比较快速地找出问题的关键，把握好切入点，一刀下去，迎刃而解。
（2）重点知识重点训练 在平时的教学过程中，重点训练应包括下面几个方面： i. 要求学生熟悉元素周期表，对“铬、铜、锌、铁”等元素的核外电子排布式和外围电子排布式、轨道表达式强化训练，人人过关。
ii. 会计算常见物质中心原子的价层电子对数，以此来判断发呢子的空间构型和中心原子轨道的杂化方式。熟悉CO2、NH3、CH4、BF3等分子的空间构型和中心原子的轨道杂化方式。
iii. 熟悉常见离子晶体(氯化钠，氯化铯)、分子晶体（干冰）、原子晶体（金刚石、石英）、混合型晶体（石墨）的晶胞构型，训练使用均摊法计算每个晶胞中所含的微粒数。[2]
表1 量子数及其物理意义
量子数 主量子数（n） 可取的数值 1，2，3,...,n 基本概念 电子层 光谱学符号 K, L, M, N, O.. 意义 决定电子能级的高低和能级层数 决定原子轨道类型，并表示轨道的几何形状和能量 决定轨道在空间的伸展方向，即表示轨道数 表示电子自旋的方向 角量子数（l） 0,1,2,....,n-1 电子亚层 s, p, d, f, g,... 磁量子数（m） 0, ±1, ±2, ..., ±l 原子轨道数 容纳电子数 - 自旋量子数（ms） ±1/2 2.3 归纳教材内容
2.3.1引导学生归纳整合知识点
老师引导学生正确理解基本概念的含义，把握教材结构，学会归纳整合知识点。例如教材对能层，能级，轨道数，电子的自旋的阐述，教师把四个量子数与它们联系起来，有助于促进学生的理解（表1）。需要注意的是：
（i）主量子数的一个重要意义是描述原子中电子出现概率最大区域离核的远近。
n=1, 代表第一层，这是离核最近的电子层， n=2,代表第二层，以此类推,n值越 大，离核越远。
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（ii）角量子数决定院子轨道的形状（如图1所示）。
l = 0, 表示s轨道，形状为球形； l =1, 表示p轨道，形状为哑铃形； l=2, 表示d轨道，形状为花瓣形； l =3, 表示f轨道，形状更复杂。
图1电子云轮廓图
（iii）磁量子数是决定原子轨道核外空间中的取向。
l=1时，m有三种取值：0、±1，这说明p 轨道有三种不同取向，其能量相等，因而是三重简并的。
当l=2时，m有5个取值：0、±1，±2，表示d轨道有5种不同取向，其能量相等，因而d轨道是五重简并的。
（iv）自旋量子数ms=±1/2，决定电子的自旋方式只有两种：顺磁和逆磁。
综上所述，当以上四个量子数确定之后，原子核外电子在核外空间的运动状态就确定了。[3]
2.3.2书写原子的电子组态
高中化学选修三《物质结构与性质》中关于原子轨道能量判断，学生用我国化学家徐光宪教授曾提出的近似规则，这方便教师教学和学生记忆，这一规则就是(n+0.7l)规则，对于一个能级，其(n+0.7l)值越大，能量越高。
原子核外电子的运动状态和排布方式决定了原子的性质，因此，研究核外电子排布尤为重要，首先，学生应明确电子排布的三个规则：能量最低原理，Pauli不相容原理和Hund规则。其中能量最低原理是指电子在原子轨道中的排布尽可能处于能量最低状态。在多电子原子中核外电子排布一般由低到高能量填充；高中化学常见原子轨道的能量大小：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p。Pauli不相容原理要求在同一原子中不可能有4个量子数完全相同的两个电子；Hund规则规定电子在简并轨道的排布，尽可能“先占位，后配对”，当轨道处于半满或全满状态时，体系相对比较稳定。根据电子排布的三规则，就可以写出电子结构式。[4]
此外，为了避免电子排布式过长，我们引入了原子实这一概念，通常把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成稀有气体的元素符号外加方括号的形式来表表示，这部分称为原子实。[3] 于是钠的电子排布为[Ne]3s1 ，钾的电子排布式为[Ar]4s1。因此通常我们要求记忆常见稀有气体元素的原子序数（表2)。
表2 稀有气体的原子序数速查表
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