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摘要：普通高中化学选修三《物质结构与性质》第二节“分子的立体构型”是高考全国卷选考题经常考的内容，判断所给分子或离子的空间构型已经成为各类考试考查的热点。本文从教学的有效性出发，围绕“分子的立体构型”教学内容的线索问题及教学中需要重点解决的问题等进行了分析和探讨。
关键词：分子 立体构型 有效教学
全国卷高考化学选考内容分别涉及两个模块，即考生可以在选修三《物质结构与性质》和选修五《有机化学基础》等两个选修模块的试题中任选一道试题作答。通过对2016年安徽省全国卷高考考生化学选考试题的得分情况（见表1）分析可见，虽然选考选修五的考生相对比较多，但选考选修三试题的满分人数较多。
由于选修三试题难度小，得分容易，再加上教学内容少，所需要的教学时间短，所以高考中一定会有越来越多的学生选择选修三作为高考化学的选考模块。以往在很多省份的自主命题中对选修三模块内容不做考试要求或只做部分考试要求，因而选修三的内容对于一线化学教师来说很陌生，对很多老师来说甚至是第一次尝试教学，教学资源相对缺乏，有关内容的教学经验严重不足。因此，教师只能参照教科书及教学参考书上的内容及知识线索安排教学，导致教学中出现了教学效果不佳、教学效率不高的情况。现结合笔者自身的教学经验及教学体会，对“分子的立体構型”的有效教学提出一些建议。
一、内容线索
人教版选修三《物质结构与性质》第二章第二节“分子的立体构型”所安排的主要内容线索大致为：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。教学内容主要就两点：一是分子与离子构型的判断，这是高考选考37题中经常出现的一道小题;二是配位键与配位化合物的知识。关于分子或离子构型判断，人教版教科书中的内容线索为：从列举出常见的形形色色分子结构式、结构模型出发，引出价层电子对互斥理论，通过计算与判断、确定分子的结构模型，再进一步引出杂化轨道理论，进一步判断相关的分子结构模型。这样的线索，显然是有必要的，先创设确定分子构型方法的必要性情境，引发学生兴趣，激发学生热情，进而再进一步学习价电子层互斥理论、杂化轨道理论，以求得到判断分子构型的一般方法。但在实际教学中，我们发现这个线索并不是最佳的，判断起来也不是最为有效的，特别是对离子构型的判断并不是可靠的方法。根据教学实践探索和教学检验结果，知识内容采取以下线索实施教学，效果比较理想：先以最为常见的分子如二氧化碳分子、甲醛分子、氨分子、水分子、甲烷分子等为例，让学生指出它们的键角（建立键角与分子构型的关系，巩固键角的概念），判断它们的立体构型（这里主要是巩固前知，为后面的教学服务），写出它们的电子式（区分结构中电子对的不同，区分出共用电子对与孤对电子对，比较有无孤对电子对的同类型分子的结构）;再指出中心原子的杂化方式，进一步建立键角、有无孤对电子对，以及中心原子杂化方式与它们的分子构型的关系;最后再列举出常见的分子或离子，如二氧化硫、亚硫酸根离子、三氧化硫、硫酸根离子、氯酸根子、高氯酸根离子、碳酸根离子等，让学生运用前面的经验判断它们的模型，最后引出判断分子构型的另一种方法。
二、教学重点
虽然人教版“分子的立体构型”共安排了长达10页的教学内容，但实际教学内容主要就两个方面：一是分子或离子构型的判断，二是配位化学的简单知识。显然，教学中只要通过典型案例说明什么是配位键、形成配位键的条件是什么、哪些物质中存在配位键、配位化合物的组成及命名方式等就行了，因此，这一节的教学重难点就是分子或离子构型的判断。而人教版教科书“分子的立体构型”在处理这个教学重难点时，先是在“形形色色的分子”中简单列举了常见分子的结构式、结构模型，然后非常隆重地推出在苏教版、鲁科版中只是作为“拓展视野”的所谓的价层电子对互斥理论或模型（VSERP），轻描淡写地介绍了杂化轨道，对杂化方式与分子构型作了简单的对比。在实际教学中我们发现，这种处理重难点的方法不见效，所推出的理论抽象，需要建立的概念和公式多，实用性不强，学生在实际解题中判断不准确，教学效果不理想。在实际教学中我们还发现，如果我们在教学中从这一节的开始就贯穿让学生学会如何判断常见的分子或离子构型这项任务，教学效果就会截然不一样。
我们首先需要帮助学生设法通过经验建构来建立常见的分子类型与空间构型的关系。然后分别从四个方面来安排教学，也就是让学生学会从四个方面来判断常见的分子或离子的构型。
1.依据键角大小
其实键角并不是什么判断依据，而只是让学生知道某种分子类型的键角与分子构型之间的关系。例如，对AB2型分子，如果键角为180°，则分子构型对称，呈直线形;如果键角为104.5°，则为变形分子，即V形分子。
2.依据有无孤对电子
分子的中心原子无孤对电子，分子中各原子充分伸展，结构对称;分子的中心原子有孤对电子，孤对电子对共用电子对产生排斥，结构变形。例如，BeCl2、BF3、CH4等分子的中心原子无孤对电子，结构对称，分别为直线形、平面三角形和正四面体形。而H2O、NH3等分子中有孤对电子，结构变形，分别为V形和三角锥形结构。这种判断也非常简单，只要学生能把电子式写正确，把分子组成类型对照准确，就能判断分子立体构型是对称还是变形，进而确定相关分子的立体构型。
3.依据杂化方式
实际上杂化方式也不是判断分子构型的依据，但我们也是希望学生充分建立杂化方式、杂化轨道伸展方向和分子构型之间的关系，当然判断分子构型还需要结合其他原理加以正确判断。例如，乙醛分子、乙炔分子、甲烷分子中碳原子分别采取了SP2、SP、SP3杂化，中心原子又无孤对电子，则它们全部呈现对称型结构，即平面三角形、直线形和正四面体形。再如，氨分子中的氮原子也采取的是SP3杂化，充分伸展的杂化轨道之间的夹角为109°28′，如果4条轨道全部有共用电子对，则应该是正四面体形，但氨分子中有1对孤电子，则为变形结构，呈三角锥形，当NH3结合一个H+以后，所有电子对都变成了共用电子对，结构则变成了对称结构，即呈正四面体形。又如，H2O的中心原子氧原子也是SP3杂化，含有两对孤对电子，结构变形，为V形结构，当结合一个H+以后变成了H3O+，仍含1对孤对电子，结构变形，为三角锥形结构，再结合一个H+以后变成了H4O2+，结构对称，为正四面体结构。
4.依据中心原子化合价
中心原子元素化合价对分子或离子的构型判断有着非常重要的价值。在给出常见
的二氧化硫分子、亚硫酸根离子、三氧化硫分子、硫酸根离子、氯酸根子、高氯酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子等后，让学生去判断，这时候学生就会产生困惑，此时如果我们因势利导地带领学生分析中心原子元素的化合价，就会发现这些分子或离子的中心原子元素化合价有的等于价电子数，有的则不等于价电子数，于是就有了这么一条规律：中心原子元素化合价=中心原子的价电子数，结构对称;中心原子化合价≠中心原子的价电子数，结构变形。所以无论是分子或是离子，只要判断出中心原子元素的化合价，结合分子组成类型和中心原子价电子数，就可以准确做出判断。因此，二氧化硫分子、亚硫酸根离子、氯酸根子等中心原子元素化合价不等于价电子数，则它们的结构变形，如亚硫酸根离子为AB3形离子，结构变形，三角锥形;高氯酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子、三氧化硫分子、硫酸根离子等中心原子元素化合价等于它们的价电子数，则它们的结构对称，再如，硝酸根离子也为AB3形离子，结构对称，立体构型必然为平面三角形。
参考文献：
[1]宋心琦.普通高中课程标准教科书：化学反应原理（选修）：第3版[M].北京：人民教育出版社，2007.
[2]秦志强.分子中含价层孤对电子的原子构型的判断方法[J].化学教育，2015，36（16）：7175.
[3]黄智跃.高三化学杂化轨道和分子构型的一体化复习[J].化学教育，2012，33（2）：4146.
关键词：分子 立体构型 有效教学
全国卷高考化学选考内容分别涉及两个模块，即考生可以在选修三《物质结构与性质》和选修五《有机化学基础》等两个选修模块的试题中任选一道试题作答。通过对2016年安徽省全国卷高考考生化学选考试题的得分情况（见表1）分析可见，虽然选考选修五的考生相对比较多，但选考选修三试题的满分人数较多。
由于选修三试题难度小，得分容易，再加上教学内容少，所需要的教学时间短，所以高考中一定会有越来越多的学生选择选修三作为高考化学的选考模块。以往在很多省份的自主命题中对选修三模块内容不做考试要求或只做部分考试要求，因而选修三的内容对于一线化学教师来说很陌生，对很多老师来说甚至是第一次尝试教学，教学资源相对缺乏，有关内容的教学经验严重不足。因此，教师只能参照教科书及教学参考书上的内容及知识线索安排教学，导致教学中出现了教学效果不佳、教学效率不高的情况。现结合笔者自身的教学经验及教学体会，对“分子的立体構型”的有效教学提出一些建议。
一、内容线索
人教版选修三《物质结构与性质》第二章第二节“分子的立体构型”所安排的主要内容线索大致为：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。教学内容主要就两点：一是分子与离子构型的判断，这是高考选考37题中经常出现的一道小题;二是配位键与配位化合物的知识。关于分子或离子构型判断，人教版教科书中的内容线索为：从列举出常见的形形色色分子结构式、结构模型出发，引出价层电子对互斥理论，通过计算与判断、确定分子的结构模型，再进一步引出杂化轨道理论，进一步判断相关的分子结构模型。这样的线索，显然是有必要的，先创设确定分子构型方法的必要性情境，引发学生兴趣，激发学生热情，进而再进一步学习价电子层互斥理论、杂化轨道理论，以求得到判断分子构型的一般方法。但在实际教学中，我们发现这个线索并不是最佳的，判断起来也不是最为有效的，特别是对离子构型的判断并不是可靠的方法。根据教学实践探索和教学检验结果，知识内容采取以下线索实施教学，效果比较理想：先以最为常见的分子如二氧化碳分子、甲醛分子、氨分子、水分子、甲烷分子等为例，让学生指出它们的键角（建立键角与分子构型的关系，巩固键角的概念），判断它们的立体构型（这里主要是巩固前知，为后面的教学服务），写出它们的电子式（区分结构中电子对的不同，区分出共用电子对与孤对电子对，比较有无孤对电子对的同类型分子的结构）;再指出中心原子的杂化方式，进一步建立键角、有无孤对电子对，以及中心原子杂化方式与它们的分子构型的关系;最后再列举出常见的分子或离子，如二氧化硫、亚硫酸根离子、三氧化硫、硫酸根离子、氯酸根子、高氯酸根离子、碳酸根离子等，让学生运用前面的经验判断它们的模型，最后引出判断分子构型的另一种方法。
二、教学重点
虽然人教版“分子的立体构型”共安排了长达10页的教学内容，但实际教学内容主要就两个方面：一是分子或离子构型的判断，二是配位化学的简单知识。显然，教学中只要通过典型案例说明什么是配位键、形成配位键的条件是什么、哪些物质中存在配位键、配位化合物的组成及命名方式等就行了，因此，这一节的教学重难点就是分子或离子构型的判断。而人教版教科书“分子的立体构型”在处理这个教学重难点时，先是在“形形色色的分子”中简单列举了常见分子的结构式、结构模型，然后非常隆重地推出在苏教版、鲁科版中只是作为“拓展视野”的所谓的价层电子对互斥理论或模型（VSERP），轻描淡写地介绍了杂化轨道，对杂化方式与分子构型作了简单的对比。在实际教学中我们发现，这种处理重难点的方法不见效，所推出的理论抽象，需要建立的概念和公式多，实用性不强，学生在实际解题中判断不准确，教学效果不理想。在实际教学中我们还发现，如果我们在教学中从这一节的开始就贯穿让学生学会如何判断常见的分子或离子构型这项任务，教学效果就会截然不一样。
我们首先需要帮助学生设法通过经验建构来建立常见的分子类型与空间构型的关系。然后分别从四个方面来安排教学，也就是让学生学会从四个方面来判断常见的分子或离子的构型。
1.依据键角大小
其实键角并不是什么判断依据，而只是让学生知道某种分子类型的键角与分子构型之间的关系。例如，对AB2型分子，如果键角为180°，则分子构型对称，呈直线形;如果键角为104.5°，则为变形分子，即V形分子。
2.依据有无孤对电子
分子的中心原子无孤对电子，分子中各原子充分伸展，结构对称;分子的中心原子有孤对电子，孤对电子对共用电子对产生排斥，结构变形。例如，BeCl2、BF3、CH4等分子的中心原子无孤对电子，结构对称，分别为直线形、平面三角形和正四面体形。而H2O、NH3等分子中有孤对电子，结构变形，分别为V形和三角锥形结构。这种判断也非常简单，只要学生能把电子式写正确，把分子组成类型对照准确，就能判断分子立体构型是对称还是变形，进而确定相关分子的立体构型。
3.依据杂化方式
实际上杂化方式也不是判断分子构型的依据，但我们也是希望学生充分建立杂化方式、杂化轨道伸展方向和分子构型之间的关系，当然判断分子构型还需要结合其他原理加以正确判断。例如，乙醛分子、乙炔分子、甲烷分子中碳原子分别采取了SP2、SP、SP3杂化，中心原子又无孤对电子，则它们全部呈现对称型结构，即平面三角形、直线形和正四面体形。再如，氨分子中的氮原子也采取的是SP3杂化，充分伸展的杂化轨道之间的夹角为109°28′，如果4条轨道全部有共用电子对，则应该是正四面体形，但氨分子中有1对孤电子，则为变形结构，呈三角锥形，当NH3结合一个H+以后，所有电子对都变成了共用电子对，结构则变成了对称结构，即呈正四面体形。又如，H2O的中心原子氧原子也是SP3杂化，含有两对孤对电子，结构变形，为V形结构，当结合一个H+以后变成了H3O+，仍含1对孤对电子，结构变形，为三角锥形结构，再结合一个H+以后变成了H4O2+，结构对称，为正四面体结构。
4.依据中心原子化合价
中心原子元素化合价对分子或离子的构型判断有着非常重要的价值。在给出常见
的二氧化硫分子、亚硫酸根离子、三氧化硫分子、硫酸根离子、氯酸根子、高氯酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子等后，让学生去判断，这时候学生就会产生困惑，此时如果我们因势利导地带领学生分析中心原子元素的化合价，就会发现这些分子或离子的中心原子元素化合价有的等于价电子数，有的则不等于价电子数，于是就有了这么一条规律：中心原子元素化合价=中心原子的价电子数，结构对称;中心原子化合价≠中心原子的价电子数，结构变形。所以无论是分子或是离子，只要判断出中心原子元素的化合价，结合分子组成类型和中心原子价电子数，就可以准确做出判断。因此，二氧化硫分子、亚硫酸根离子、氯酸根子等中心原子元素化合价不等于价电子数，则它们的结构变形，如亚硫酸根离子为AB3形离子，结构变形，三角锥形;高氯酸根离子、碳酸根离子、硝酸根离子、三氧化硫分子、硫酸根离子等中心原子元素化合价等于它们的价电子数，则它们的结构对称，再如，硝酸根离子也为AB3形离子，结构对称，立体构型必然为平面三角形。
参考文献：
[1]宋心琦.普通高中课程标准教科书：化学反应原理（选修）：第3版[M].北京：人民教育出版社，2007.
[2]秦志强.分子中含价层孤对电子的原子构型的判断方法[J].化学教育，2015，36（16）：7175.
[3]黄智跃.高三化学杂化轨道和分子构型的一体化复习[J].化学教育，2012，33（2）：4146.