第一篇：雜化軌道理論示范課教案

雜化軌道理論示范課教案（40分鐘）

安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院

2010-11-03 教學(xué)內(nèi)容：無機(jī)化學(xué)(武漢大學(xué)編第三版，上冊(cè))，第四章 第四節(jié) 共價(jià)鍵理論(§4-2-2雜化軌道理論)。

教學(xué)目的：學(xué)生會(huì)運(yùn)用雜化軌道理論解釋并預(yù)測簡單分子空間構(gòu)型。教學(xué)方法：啟發(fā)式講授法。

教學(xué)重點(diǎn)：1，使學(xué)生理解并掌握sp3、sp2、sp三種雜化軌道。

2，從共價(jià)鍵本質(zhì)(電子云最大交蓋)，能量最低原理去解釋共價(jià)鍵鍵角和分子空間構(gòu)型。

3，培養(yǎng)學(xué)生觀察和思考習(xí)慣，訓(xùn)練學(xué)生將抽象理論用簡單語言表述的能力。

教學(xué)難點(diǎn)：1，突破價(jià)鍵理論(電子配對(duì)法)的束縛，初步建立價(jià)電子離域概念，為分子軌道理論做鋪墊。

2，學(xué)會(huì)處理多原子分子的中心原子價(jià)電子軌道雜化方式，解釋不等性雜化分子(NH3，H2O)“偏離”sp3雜化的正常空間構(gòu)型。

教學(xué)步驟：

一，組織教學(xué)(0.5分鐘)

(集中學(xué)生注意力，引入學(xué)習(xí)狀態(tài))，宣布上課。二，復(fù)習(xí)舊知導(dǎo)入新課(1.5分鐘)簡略回顧上一節(jié)課內(nèi)容(板書課題：共價(jià)鍵理論)。

接著提問：根據(jù)價(jià)鍵理論，原子間能形成共價(jià)鍵的基本條件是什么？ 帶領(lǐng)學(xué)生回答并板書(單個(gè)價(jià)電子；電子云最大交蓋。板于黑板右上方)評(píng)價(jià)價(jià)鍵理論的成功(闡述了共價(jià)鍵的本質(zhì)，處理簡單分子H2，HCl等很成功)之處，同時(shí)指出價(jià)鍵理論解釋某些分子(CH4)空間構(gòu)型遇到困難(板書CH4于黑板中右方)。三，講授內(nèi)容安排

2雜化軌道理論(課題)(1)sp3雜化(課題，10分鐘)帶領(lǐng)學(xué)生分析C原子結(jié)構(gòu)；

寫出C原子電子排布式和軌道表示式(板書于黑板左上方)； 陳述CH4結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(鍵參數(shù))； 引導(dǎo)學(xué)生提出激發(fā)概念，(2s電子躍遷到2p軌道)； 提出2s和2p軌道混合思想，引出軌道雜化概念；

(1個(gè)s和3個(gè)p雜化，概念類比：1斤標(biāo)準(zhǔn)面粉+3斤富強(qiáng)面粉：“雜化面粉”)。雜化方式： sp3軌化(板書)軌道形狀：(徒手畫sp3雜化軌道于黑板左方)軌道總數(shù)：4個(gè)sp3雜化軌道(板書，強(qiáng)調(diào)：1個(gè)s，3個(gè)p，總軌道數(shù)守恒)空間分布：正四面體(為什么？能量最低原理，用手演示正四面體)(徒手畫于黑板中右方與CH4對(duì)應(yīng))軌道夾角：109°28′(板書)帶領(lǐng)學(xué)生畫出CH4分子中4個(gè)共價(jià) C-H 鍵(在軌道正四面體分布的徒手畫上進(jìn)行)。(此時(shí)補(bǔ)上課題，板書：2雜化軌道理論

(1)sp3雜化)當(dāng)堂練習(xí)(2分鐘)：請(qǐng)預(yù)測CCl4 分子空間構(gòu)型；

如果sp3雜化的C-C連接是什么結(jié)構(gòu)？(金剛石結(jié)構(gòu))。

(2)sp2雜化(8分鐘)

講述： sp3雜化軌道理論很好地解釋了CH4結(jié)構(gòu)，如何預(yù)測CH2CH2(板書)空間構(gòu)型？

帶領(lǐng)學(xué)生寫出C原子電子排布式和軌道表示式(板書于黑板中左上方)； 2s電子激發(fā)到2p軌道(板書于黑板中上方)；

1個(gè)s和2個(gè)p軌道雜化(剩余1個(gè)p軌道未參與雜化，且該p軌道有1個(gè)電子)； 雜化方式： sp2雜化(板書)

軌道形狀：(徒手畫sp2雜化軌道于黑板左方)軌道總數(shù)：3個(gè)sp2雜化軌道(板書，1個(gè)s，2個(gè)p，剩余的p軌道垂直于sp2雜化平面)空間分布：平面正三角形(為什么？能量最低原理，用手演示平面正三角形)(徒手畫于黑板中右方與CH2CH2對(duì)應(yīng))軌道夾角：120°(板書)帶領(lǐng)學(xué)生畫出CH2CH2 空間結(jié)構(gòu)(用雙手演示C-C，C-H單鍵，C-C雙鍵形成)當(dāng)堂練習(xí)(2分鐘)：請(qǐng)預(yù)測BCl3分子結(jié)構(gòu)。

如果sp2雜化的C-C連接是什么結(jié)果？(石墨烯，2010諾貝爾獎(jiǎng))。

(3)sp雜化(6分鐘)請(qǐng)預(yù)測CHCH(乙炔)分子結(jié)構(gòu)(板書于黑板右上方)(教師引領(lǐng)，要求學(xué)生寫出sp雜化過程)寫出C原子電子排布式和軌道表示式(板書于黑板右上方)；

2s電子激發(fā)到2p軌道(板書于黑板右上方)1個(gè)s和1個(gè)p軌道雜化；

(剩余2個(gè)p軌道未參與雜化，這2個(gè)p軌道各有1個(gè)電子，且互相垂直)； 雜化方式： sp雜化(板書)

軌道形狀：(徒手畫sp雜化軌道于黑板左方)軌道總數(shù)：2個(gè)sp雜化軌道(板書，1個(gè)s，1個(gè)p)空間分布：直線型(為什么？能量最低原理，用手演示)(徒手畫于黑板右方與CHCH對(duì)應(yīng))軌道夾角：180°(板書)帶領(lǐng)學(xué)生畫出CHCH 空間結(jié)構(gòu)(用雙手演示C-C，C-H單鍵，C-C三鍵形成)當(dāng)堂練習(xí)(2分鐘)：請(qǐng)預(yù)測CO2分子結(jié)構(gòu)。(C: sp雜化，補(bǔ)充低碳經(jīng)濟(jì)，CO2的利用)(4)不等性sp3雜化(6分鐘)請(qǐng)解釋NH3為三角錐形，H2O 為V型。(分析步驟與前面sp3雜化相同)寫出N原子電子排布式和軌道表示式；激發(fā)；雜化；雜化軌道正四面體分布； 形成三個(gè)N-H鍵；(強(qiáng)調(diào)：有1個(gè)雜化軌道上是2個(gè)電子，孤對(duì)電子，這種雜化叫不等性sp3雜化，板書課題)。

因孤對(duì)電子存在，壓縮其他3個(gè)N-H鍵，使鍵角成107.3°，所以，NH3分子構(gòu)型為三角錐形。

類似地，O原子sp3雜化；雜化軌道正四面體分布；有2個(gè)雜化軌道上都是2個(gè)電子，2對(duì)孤對(duì)電子。因孤對(duì)電子存在，壓縮其他2個(gè)O-H鍵，使鍵角成104.5°，所以，H2O 為V型分子。

四，課堂內(nèi)容小結(jié)(1分鐘)(1)理論是實(shí)驗(yàn)事實(shí)的歸納或總結(jié)，理論是不斷發(fā)展的。(2)雜化軌道是描述分子形成過程，孤立原子的軌道不發(fā)生雜化。(3)僅當(dāng)能級(jí)相近的原子軌道才可以發(fā)生雜化，且遵守軌道數(shù)和能量守恒。五，課后作業(yè)(1分鐘)(1)根據(jù)電子云最大交蓋原理，預(yù)測sp，sp2，sp3 雜化軌道成鍵能力大小順序。(2)預(yù)測NH4+離子空間構(gòu)型。

第二篇：雜化納米材料

材料的制備與技術(shù)

姓名：李菁學(xué)號(hào)：

20134209204

雜化納米復(fù)合材料的介紹及研究進(jìn)展

摘要：有機(jī)-無機(jī)雜化納米材料由于小尺寸和兼具有機(jī)、無機(jī)材料的各種優(yōu)良性質(zhì), 在許多領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用潛質(zhì)。本文對(duì)雜化納米復(fù)合材料的簡介，制備方法，表征方法以及研究進(jìn)展進(jìn)行了說明。

有機(jī)一無機(jī)雜化材料(OIHMs)是20世紀(jì)80年代中期以來迅速發(fā)展的新的邊緣研究領(lǐng)域。它是無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、介觀物理與材料科學(xué)等多學(xué)科滲透交叉的結(jié)果，這種雜化材料綜合了無機(jī)材料、有機(jī)材料和納米材料的優(yōu)良特性，已在高技術(shù)領(lǐng)域如纖維光學(xué)、波導(dǎo)、非線性光學(xué)、微電子印刷電路等方面得到應(yīng)用，也將在低密度、高強(qiáng)度、高韌性材料，光電傳感材料，磁性材料等領(lǐng)域得到應(yīng)用。OIHMs系指有機(jī)和無機(jī)材料在納米級(jí)的雜化。包括在有機(jī)基質(zhì)上分散無機(jī)納米粒子和在無機(jī)材料中添加(通常為納米材料)納米級(jí)有機(jī)物。該種材料綜合了無機(jī)、有機(jī)和納米材料的特性，正成為一個(gè)新興的極富生命力的研究領(lǐng)域，吸引著眾多的研究者[1]。這種材料的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：①無機(jī)網(wǎng)絡(luò)中引入有機(jī)相增加其柔韌性，賦予無機(jī)材料新的性能；②在有機(jī)聚合物中引入無機(jī)相提高其強(qiáng)度、模量、耐磨性等；③制備性能獨(dú)特的新型材料，如熱塑性材料等。[2]1.雜化納米材料的基本簡介

雜化納米材料是通過溶膠-凝膠技術(shù)制造的。溶膠-凝膠技術(shù)是指有機(jī)或無機(jī)化合物經(jīng)過溶液、溶膠、凝膠固化，再經(jīng)熱處理而得到氧化物或其它化合物的方法。

19世紀(jì)中葉，正硅酸乙酯水解形成的SiO2呈玻璃態(tài)。20世紀(jì)30～70年代，化學(xué)家、礦物學(xué)家、陶瓷學(xué)家、玻璃學(xué)家等分別通過溶膠-凝膠技術(shù)制備出了各自的研究對(duì)象，核化學(xué)家利用溶膠-凝膠技術(shù)制備了核燃料，避免了危險(xiǎn)粉塵的產(chǎn)生。20世紀(jì)80年代是溶膠-凝膠技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)期，發(fā)展了膠體溶膠-凝膠過程、無機(jī)聚合物溶膠-凝膠過程、復(fù)合溶膠-凝膠過程等3種主要溶膠-凝膠技術(shù)，合成了許多可工業(yè)化的溶膠-凝膠前驅(qū)體，不僅有無機(jī)前驅(qū)體，也有大量的有機(jī)前驅(qū)體。主要用于制備粉體材料、薄膜材料、塊體材料、纖維材料等。用溶膠-凝膠技術(shù)將有機(jī)功能分子或聚合物摻入到無機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，可克服陶瓷、玻璃的缺陷，有機(jī)-無機(jī)雜化材料；將無機(jī)組分引入到有機(jī)聚合物中，制備了無機(jī)-有機(jī)基雜化材料，可克服聚合物易老化和熱穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)[3]。

溶膠-凝膠綜合了聚合物科學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)、膠體化學(xué)、配位化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)等有關(guān)學(xué)科的基本知識(shí)與基本理論，逐步發(fā)展成為一門獨(dú)立的“溶膠-凝膠”科學(xué)與技術(shù)[4]。在納米復(fù)合材料的發(fā)展中，溶膠-凝膠技術(shù)成為有目的、有意識(shí)自行設(shè)計(jì)、制備和剪裁納米復(fù)合材料的主要方法之一。要做到對(duì)復(fù)合材料超微結(jié)構(gòu)的控制、分子水平設(shè)計(jì)，使制備的復(fù)合材料重復(fù)性和可靠性均好，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究工作，如前驅(qū)體化學(xué)、溶膠-凝膠分級(jí)團(tuán)簇化、高聚物網(wǎng)絡(luò)理論與凝膠化等方面的工作。

2.雜化納米材料制備方法簡介 2.1雜化復(fù)合材料制備方法的分類

依據(jù)分散介質(zhì)分類：水介質(zhì)和醇介質(zhì)中，金屬醇鹽在水介質(zhì)或醇介質(zhì)中，以溶液、溶膠、凝膠過程的遞變形成復(fù)合材料。

按前軀體組分：單組分前軀體，如硅氧烷，金屬烷氧化物；復(fù)合組分前軀體，如不同組成的硅氧烷復(fù)合、不同組成的金屬烷氧化物復(fù)合以及硅氧烷與金屬烷氧化物的混合物。

從基體材料看：有單組分分散劑、雙組分或多組分分散劑；分散劑的形式可以是聚合物或預(yù)聚物或前軀體。[5] 依據(jù)原位制備形式分類：分散質(zhì)與分散劑原位生成雜化復(fù)合材料；分散質(zhì)在聚合物中原位生成納米復(fù)合材料。

2.2不同分散介質(zhì)時(shí)的制備方法 水-金屬鹽形成的溶膠-凝膠體系

1.形成的溶液很快溶膠化，伴隨著金屬離子的水解。溶膠制備有濃縮法和分散法兩種。前者是在高溫下，控制膠粒慢速成核和晶體生長；后者是使金屬粒子在室溫下過量水中迅速水解。2.凝膠化，包括溶膠的脫水凝膠化和堿性凝膠化兩類過程。脫水凝膠化過程中，擴(kuò)散層中的電解質(zhì)濃度增加，凝膠化能壘逐漸減小。堿性凝膠化過程比較復(fù)雜，可用下列反應(yīng)式概括其化學(xué)變化：

其中：A-：酸根離子，當(dāng)x＝1時(shí)，形成單核聚合物，在x＞1時(shí)，形成縮合聚合物。堿性凝膠化的影響因素，主要是pH值（受x和y的影響），其次還有溫度、M(H2O)z+濃度及A-的性質(zhì)。醇-金屬醇鹽形成的體系

金屬醇鹽M(OR)n可與醇類、羰基化合物、水等親核試劑反應(yīng)。其溶膠-凝膠過程通常是往金屬醇鹽體系中加入微量水，促使醇鹽體系發(fā)生水解，進(jìn)而產(chǎn)生脫水縮合反應(yīng)。醇鹽的水解縮合反應(yīng)十分復(fù)雜，水解和縮合幾乎是同時(shí)進(jìn)行，沒有明顯的溶膠形成過程。在縮合過程中，可形成線形縮聚物，也可形成體形縮聚物。影響醇鹽水解的因素很多，實(shí)際工作中，通過正確選擇適當(dāng)催化劑、螯合劑、溫度等參數(shù)來控制水解和縮合。對(duì)于水解速度較快的金屬醇鹽，容易產(chǎn)生沉淀而不出現(xiàn)凝膠，可通過加入金屬離子的螯合劑等手段，遏制水解反應(yīng)速度。如鋯醇鹽的水解與縮合反應(yīng)，以乙酰丙酮或乙酰乙酸乙酯等二羰基化合物為螯合劑，使鋯粒子與螯合劑反應(yīng)，形成金屬烷基螯合物，將鋯離子的水解與縮合反應(yīng)逐漸同步化，最后形成凝膠。

硅酸鹽的水解反應(yīng)，以酸或堿為催化劑，一般使用過量的水，才能進(jìn)行比較徹底的水解。在低溫下，控制水解，可以行到均勻透明、氧含量嚴(yán)格按化學(xué)計(jì)量的凝膠[6]。

2.3 不同分散質(zhì)時(shí)的制備方法 硅氧烷為前驅(qū)體的分散體系

溶膠-凝膠過程可在溫和的反應(yīng)條件下，合成相區(qū)尺寸接近分子水平的新型有機(jī)-無機(jī)雜化材料。通過控制反應(yīng)條件及選擇適宜的反應(yīng)物可制得性能范圍極為寬廣的材料。前驅(qū)體一般是金屬烷氧化物和金屬鹽類，可通過它們的水解和縮合來形成無機(jī)網(wǎng)絡(luò)。如：TEOS的水解和縮合既可以在酸催化下進(jìn)行，又可以在堿催化下進(jìn)行，甚至還可以在中性條件下進(jìn)行，而且反應(yīng)容易控制，因而成為最為普遍采用的無機(jī)相前驅(qū)體。與金屬無機(jī)鹽可以形成復(fù)合納米微粒，通過原位有機(jī)聚合，得到三相共存的雜化材料。

金屬烷氧化物為前驅(qū)體的分散體系

除了二氧化硅粒子的前驅(qū)體的硅氧烷外，還有如下的反應(yīng)前驅(qū)體：鈦酸正丁酯（TBT），（TiO2）正丙氧基鋯（ZrO2）。TBT，水解速度太快，易形成不均相體系，較難獲得透明的雜化材料，應(yīng)采取一定的措施：一是利用有機(jī)酸或β-二酮如乙酰乙酸乙酯等絡(luò)合劑先與TBT作用，以降低其反應(yīng)活性，然后再進(jìn)行溶膠-凝膠過程制得雜化材料；二是采用在金屬烷氧化合物中滴加用鹽酸酸化過的醇水混合物的方法避免在溶膠-凝膠過程中出現(xiàn)沉淀；三是先將有機(jī)聚合物與鈦酸正乙酯（TET）或TBT按配料比配好溶液，然后將其置于濕度恒定在60%的封閉體系中，通過這種極為緩慢的供水方式，提供水解所需要的水量，從而達(dá)到控制TET或TBT的水解目的。將TBT配成適宜濃度的四氫呋喃（THF）溶液，然后在苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物的存在下通過溶膠-凝膠過程制得雜化材料。為使所得材料均勻透明，利用3-氨丙基三乙氧基硅烷作為偶聯(lián)劑打開苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物上順丁烯二酸酐的方法使有機(jī)相接上三乙氧基硅基團(tuán)，與TBT一起水解縮合可制得兩相以共價(jià)鍵結(jié)合的淡黃色透明的苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物/TiO2雜化材料[7]。

2.4 原位合成方法

分散質(zhì)與分散劑原位生成雜化復(fù)合材料

復(fù)合材料中的有機(jī)組分與無機(jī)組分在熱力學(xué)上是不相容的，這不利于無機(jī)粒子在有機(jī)聚合物基體中的分散，易造成納料粒子與有機(jī)組分的相分離。利用無機(jī)組分溶膠-凝膠過程中可聚合單體分子同時(shí)進(jìn)行聚合的原理，可形成無納米相分離的。僅存在模糊界面甚至無界面的納米復(fù)合材料[8]。有機(jī)小分子開環(huán)縮合聚合反應(yīng)與無機(jī)前驅(qū)體的水解同時(shí)進(jìn)行，形成半互穿網(wǎng)絡(luò)（SIPN），或是以自由基聚合機(jī)理如甲基丙烯酸甲酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯等的聚合與Si(OR)4水解縮聚成的SiO2網(wǎng)絡(luò)同步進(jìn)行，形成雜化復(fù)合材料。分散劑為母體，既是有機(jī)聚合物基體又是無機(jī)相組分的預(yù)聚體，原位生成有機(jī)基體和無機(jī)相組分，進(jìn)而形成雜化復(fù)合材料。烷氧硅烷封端的聚氨酯的低聚物在酸性條件下進(jìn)行端基的水解和縮合，從而完成二氧化硅納米粒子的原位生成和聚氨酯的再聚合，分散劑與分散質(zhì)同時(shí)原位生成相應(yīng)組分構(gòu)成雜化復(fù)合材料。[9]如：1.先用甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行自由聚合，生成鏈單元上帶有二氧化硅反應(yīng)前驅(qū)體的大分子主鏈，然后酸催化水解和縮合，制備透明的柔性無機(jī)SiO2/有機(jī)雜化凝膠膜，或無機(jī)TiO2/有機(jī)雜化凝膠膜。也可用高分子反應(yīng)單體與二氧化硅前驅(qū)體（如TEOS）混合，然后在一定的反應(yīng)介質(zhì)和條件下同時(shí)生成有機(jī)相和無機(jī)相。[10]2.乙烯基吡咯烷酮屬于內(nèi)酰胺類化合物，乙烯基連在吡咯烷酮的氮原子上，從而具有獨(dú)特的性能。在適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑作用下，或者在光照即可發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚乙烯基吡咯烷酮。即使沒有引發(fā)劑作用，乙烯基吡咯烷酮在長時(shí)間儲(chǔ)存或者運(yùn)輸過程中因碰撞等因素的作用也可以生聚合。其高活性為其聚合條件的選擇提供了較大的范圍。乙烯基吡咯烷酮不僅可自聚，而且還能與很多單體共聚，其共聚物從水溶性到油溶性不等，用途各異，這些對(duì)于指導(dǎo)乙烯基吡咯烷酮參與溶膠-凝膠技術(shù)制備雜化復(fù)合材料是很有積極意義的。

分散質(zhì)在大分子分散劑中原位生成復(fù)合材料

其特點(diǎn)為：復(fù)合材料中納米粒子直徑分布范圍窄，分散均勻，在具有同樣的二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，其性能明顯超過了沉淀二氧化硅增強(qiáng)的橡膠材料，特別是滯后生熱很小。二氧化硅粒子原位生成時(shí)，會(huì)與橡膠大分子間產(chǎn)生“局部微互穿網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)，可以在粒子內(nèi)捕捉一些大分子鏈，從而提高粒子與基質(zhì)間的相互作用。

納米微粒前驅(qū)體在聚合物中形成納米復(fù)合材料

TEOS是最早用于制備納米復(fù)合材料的無機(jī)的前驅(qū)體，在聚合物存在下，硅氧烷的水解有其特殊性，主要體現(xiàn)在硅氧烷化合物與聚合物在溶劑中混合、消解和縮聚各個(gè)階段，控制好反應(yīng)條件，可以得到透明的復(fù)合的材料[11]。

3.有機(jī)-無機(jī)雜化材料的表征

表征也是材料制備中一個(gè)重要的研究內(nèi)容，對(duì)推進(jìn)材料的發(fā)展必不可少。目前，常用的表征手段如下1.紫外-可見光光譜（UV-Vis），通過吸收峰位置的變化，可觀察材料能級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。2.掃描電子顯微鏡（SEM）SEM有高的分辨率，可以直接觀察到納米材料的近原子像。3.透射電鏡（TEM），高分辨率透射電鏡可觀察納米微晶結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)界面原子提供了有效的研究手段，可觀察微小顆粒的外觀；4.原子力顯微鏡(AFM)，可有效地看清顆粒表面狀況；5.光生光譜，通過吸收峰位移能提供帶隙位移及能量變化信息，用于超微粒的表征；6.拉曼光譜，可揭示材料中的空位、間隙原子、位錯(cuò)、晶界和相界等關(guān)系，通過計(jì)算可望得到納米材料表面原子的具體位置；7.廣延X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜，能提供X射線吸收邊界之外可能發(fā)生的精細(xì)光譜，成為分析缺少長程有序體系的有效的表征手段，能獲取有關(guān)配位原子種類、配位數(shù)、鍵長、原子間距離等吸收X射線的有關(guān)原化學(xué)環(huán)境方面的信息；8.傅立葉變換遠(yuǎn)紅外光譜(FTIR)，可檢測金屬離子與非金屬離子成鍵、金屬離子的配位等化學(xué)環(huán)境情況及變化。紅外、遠(yuǎn)紅外光譜對(duì)分析精細(xì)結(jié)構(gòu)很有效；9.正電子湮沒(RAS)，正電子射人凝聚態(tài)物質(zhì)中，在與周圍達(dá)到熱平衡后，就與電子、帶等效負(fù)電荷的缺陷或空穴發(fā)生湮沒，同時(shí)發(fā)射出僅一射線[12]。RAS光譜通過對(duì)這種湮沒輻射的測量分析，可得到有關(guān)材料電子結(jié)構(gòu)或缺陷結(jié)構(gòu)的信息；10.高分辨X射線粉末衍射，能獲得單晶胞內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的組成比例、尺寸、離子距離與鍵長等材料的精細(xì)結(jié)構(gòu)方面的數(shù)據(jù)與信息。此外，這種方法是提供微觀結(jié)構(gòu)信息的有效手段，對(duì)材料超精細(xì)相互作用的測定有極高的分辨力[13]。

X光顯微技術(shù)、X射線微探針、光電子能譜、X射線光電子光譜、電子自旋回聲調(diào)制、DTA、單晶X射線光譜等可根據(jù)具體需要選取，通常都采用多種手段相互補(bǔ)充，以便能得到更多、更可靠全面的信息和結(jié)果。

4.有機(jī)-無機(jī)雜化材料的應(yīng)用 4.1高性能工程塑料

層狀硅酸鹽與聚合物形成納米雜化材料以后，由于其納米尺度效應(yīng)和強(qiáng)的界面粘結(jié)，聚合物／粘土納米雜化材料具有高耐磨性能、高強(qiáng)度、高模量及低的膨脹系數(shù)，而密度僅為一般雜化材料的65％～75％。因此，廣泛應(yīng)用于航空、汽車等行業(yè)作為新型高性能工程塑料[14]。

4.2催化材料

以聚合物／半導(dǎo)體微粒納米雜化材料作為催化劑，可提高半導(dǎo)體微粒的光催化性能，甚至產(chǎn)生新的催化活性，建立新的催化體系。采用自組裝技術(shù)合成負(fù)載型多酸．有機(jī)胺一二氧化鈦雜化催化劑Ks[Mn(H20)PWll 039一APS—Ti02]，[APS=(c：H，O)，SiCH：CH：CH：NH：]。結(jié)果表明，該雜化催化劑很好的解決了非均相反應(yīng)中負(fù)載型多金屬氧酸鹽易脫落的問題。此類光催化劑耐水性好，不易溶脫，可重復(fù)使用[15]。

4.3 解決磁記錄技術(shù)中的潤滑問題

計(jì)算機(jī)和磁記錄系統(tǒng)中存貯器的高密度、大容量和高速度的迅速發(fā)展，對(duì)薄膜材料提出越來越高的要求。無論是縱向磁記錄還是垂直磁記錄，都需要降低介質(zhì)厚度以提高記錄密度，都要求對(duì)磁盤和磁頭間提供超精細(xì)和納米級(jí)的保護(hù)和潤滑。利用LB膜法制備納米有機(jī)-無機(jī)超薄膜，是解決超薄潤滑問題一條可行途徑。

4.4 電致發(fā)光和光致變色材料

Colvin等對(duì)電致發(fā)光材料進(jìn)行了研究，他們結(jié)合納米CdSe與聚苯撐乙烯(PPV)制得了一種有機(jī)一無機(jī)雜化發(fā)光裝置，隨著改變納米顆粒的大小，發(fā)光的顏色可以在紅色到黃色問變化。董相廷等采用本體聚合法制備了納米AgBr／PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光致變色雜化材料，所制備的納米AgBr／PMMA雜化材料具有一定的光致變色效應(yīng)[16]。

4.5 半導(dǎo)體與導(dǎo)電材料

利用不同電學(xué)特性的聚合物與不同電學(xué)特性的層狀無機(jī)物可以制得電子導(dǎo)電、離子導(dǎo)電或二者兼有的納米雜化塑料。聚氧化乙烯(PEO)／Na+一蒙脫土或PEO／Li+一蒙脫土的導(dǎo)電率與PEO鹽接近，熱穩(wěn)定性更好，在更寬的溫度范圍保持良好的離子導(dǎo)電，可用于固態(tài)電池電解質(zhì)。

4.6 生物材料

用于生化物質(zhì)固定的膜材料，在體系中為加入氨基、苯氨基、醛基等有機(jī)官能團(tuán)導(dǎo)致材料表面具有反應(yīng)活性、可以用來固定酶和抗體。最近報(bào)道，采用具有生物活性玻璃和玻璃陶瓷品的OIHMs可以用作活性骨骼的修復(fù)和替代。有機(jī)-無機(jī)雜化材料還可作膜材料、光學(xué)透鏡材料、磁性材料等，它還為超導(dǎo)材料、化學(xué)傳感器等研究領(lǐng)域提供了許多機(jī)遇。總之，有機(jī)一無機(jī)雜化材料已經(jīng)顯示出了它的優(yōu)異性能和巨大潛力。作為一門新興的交叉學(xué)科，其中還有許多未知的領(lǐng)域需要探索和研究。隨著研究的不斷深入，相信在不久的將來，會(huì)有更多的雜化材料被開發(fā)出來并進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。

5.制備有機(jī)-無機(jī)雜化納米材料的研究進(jìn)展 5.1 通過模板法制備有機(jī)機(jī)雜化納米粒子

通過模板法合成雜化納米粒子, 即粒子外部進(jìn)行原位反應(yīng), 從而形成有機(jī)無機(jī)雜化結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵是要增加有機(jī)、無機(jī)體間的親和力, 形成規(guī)整的有機(jī)無機(jī)雜化結(jié)構(gòu)[17]。

在無機(jī)物外層包覆聚合物：為了增加有機(jī)-無機(jī)間的親和力, 偶聯(lián)劑在此類制備過程中被廣泛應(yīng)用, Carris 等利用有機(jī)鈦偶聯(lián)劑,在二氧化鈦膠粒表面通過化學(xué)鍵作用或物理纏結(jié)作用包覆了一層聚甲基丙烯酸甲酯聚合物。Espiard等用類似的方法, 用甲基丙烯酸3三甲氧基硅丙酯(MPS)作為偶聯(lián)劑, 在硅膠體外包裹一層甲基丙烯酸乙酯聚合物, 這種雜化膠體顆粒可形成完全透明的膜, 且具有與硫化橡膠類似的優(yōu)良的力學(xué)性能。BourgeatLami 等用MPS 作為偶聯(lián)劑合成了二氧化硅聚苯乙烯雜化顆粒, 并提出了偶聯(lián)劑是形成雜化結(jié)構(gòu)的先決條件, 但其形態(tài)不規(guī)整, 在聚合物量較少時(shí)顆粒呈現(xiàn)出梅花型, 即一些單獨(dú)的聚合物粒子聚集在無機(jī)粒子表面, 在加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為穩(wěn)定劑后, 可形成規(guī)整的核殼結(jié)構(gòu)。Sondi 等在硅膠體顆粒外包覆了聚丙烯酸丁酯, 并證明了接枝到無機(jī)粒子表面的聚合物的量與偶聯(lián)劑MPS 吸附在粒子表面的濃度成正比[18]。

在聚合物膠粒外包覆無機(jī)物：利用溶膠-凝膠反應(yīng), 在聚合物膠粒外通過無機(jī)物的烷氧基化合物的水解縮合反應(yīng)可制備有機(jī)-無機(jī)雜化粒子。雖然理論上所有無機(jī)物的烷氧基化合物都可以用于此種反應(yīng), 但實(shí)際上由于水解縮合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)因素, 最終已應(yīng)用的無機(jī)物僅局限于鈦和硅。Margel 在毫米級(jí)的聚苯乙烯顆粒外成功用正硅酸乙酯(TEOS)的水解縮合反應(yīng), 在PS 外包覆了一層二氧化硅, 在聚合的同時(shí)需加入PVP 作為穩(wěn)定劑。Shisho等在粒徑約為420nm 的聚苯乙烯粒子外用四丁氧基鈦在乙醇溶液中的水解縮合反應(yīng), 在聚苯乙烯顆粒外包上一層30nm 左右的二氧化鈦無機(jī)層, 此反應(yīng)也需要PVP 來作為穩(wěn)定劑。在更小的粒徑范圍內(nèi), 此類聚合反應(yīng)最大的問題就是水解縮合而成的無機(jī)氧化物容易自身成核, 形成二級(jí)粒子, 解決此問題的關(guān)鍵為增加有機(jī)、無機(jī)之間的親和力。Tissot 等利用硅烷偶聯(lián)劑MPS, 利用MPS 中的雙鍵接枝到聚合物粒子表面, 引入了硅氧烷基團(tuán), 增加了與TEOS 間的親和力,然后在乙醇中[ 30] 或水中[ 31] 進(jìn)行TEOS 的原位縮合反應(yīng), 形成納米雜化粒[19]。

5.2 通過一步直接聚合法合成含有無機(jī)結(jié)構(gòu)的雜化納米粒子

這里所指的雜化納米粒子, 是指含有Si-O-Si 無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的乳膠粒子, 這種方法是通過含有硅氧烷基團(tuán)的乙烯基單體與其它單體的共聚, 在聚合過程中, 硅氧烷基與水接觸, 并水解縮合成無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), 使粒子成為雜化納米粒子。但乳液聚合過程中的水解縮合反應(yīng)可導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定, 不能形成納米粒子。Liles 等通過控制反應(yīng)介質(zhì)的pH 值為7 左右, 使水解縮合反應(yīng)減少得到了穩(wěn)定的雜化納米粒子;Ladika 則通過控制滴加含硅氧烷基單體的速率來控制反應(yīng)過程, 制備得到了穩(wěn)定的PMMASiO2 雜化納米粒子。Masaaki 等利用硅氧烷基中長鏈烷基的水解速率慢的特點(diǎn), 用含較長鏈的硅氧烷基單體進(jìn)行聚合, 也得到了穩(wěn)定的雜化納米粒子;Moelnaar 等先合成了帶電負(fù)性的硅氧烷基單體, 減小了硅氧烷基的水解縮合速率, 成功進(jìn)行了此類合成。最近, Marcu 等通過微乳液聚合方法, 減少了反應(yīng)過程中單體與水的接觸, 所以明顯減少了乳膠粒的聚并, 合成了穩(wěn)定的雜化納米粒子;Ni 等則通過對(duì)伴有水解縮合反應(yīng)的乳液聚合體系的成核、微結(jié)構(gòu)形成過程的研究, 綜合運(yùn)用控制分散介質(zhì)pH 值、控制體系中功能型單體的濃度、采用半連續(xù)方法合成了具有核-殼結(jié)構(gòu)的雜化納米粒子[20]。

5.3 利用嵌段聚合物的自組裝行為制備有機(jī)無機(jī)雜化納米粒子

兩性嵌段聚合物可以在溶劑中呈現(xiàn)出多種形態(tài), 所形成形態(tài)由溶劑的極性和此嵌段聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)決定。將這種嵌段共聚物溶于與水不互溶的有機(jī)溶劑中, 然后加入少量水, 聚合物可形成膠束(膠束內(nèi)部親水, 外部親油), 從而使膠束內(nèi)部成為金屬化合物母體發(fā)生反應(yīng)的場所[ 43] , 最后形成以無機(jī)粒子為核,嵌段共聚物為殼的雜化納米粒子。Bronstein 等用嵌段聚合物十六烷基溴陽離子表面活性劑)先形成膠束, 然后金屬鉑鹽和還原劑在其中反應(yīng)形成雜化粒子[44]。Gohy 等則報(bào)道了一種對(duì)pH 值敏感的核-殼王冠型雜化納米粒子[ 45] , 它是以PS-b-P2VP-b-PEO 作為外包膠束, 其內(nèi)金屬金通過還原反應(yīng)得到。另外, 也可以形成疏水的聚合物段在內(nèi), 親水的帶有能發(fā)生水解縮合反應(yīng)基團(tuán)的段在外, 形成膠束后, 加入水解-縮合反應(yīng)的催化劑使親水部分發(fā)生交聯(lián), 得到聚合物核無機(jī)殼型的雜化納米粒子。

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第三篇：2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2:第二章第2節(jié)第二課時(shí) 雜化軌道理論 課時(shí)作業(yè)

雜化軌道理論

1．甲烷中的碳原子采用sp3雜化，下列用*標(biāo)注的碳原子的雜化類型和甲烷中的碳原子的雜化類型一致的是()

2．BF3是典型的平面三角形分子，它溶于氫氟酸或NaF溶液中都形成BF，則BF3和BF中B原子的雜化軌道類型分別是()

A．sp2、sp2

B．sp3、sp3

C．sp2、sp3

D．sp、sp2

3．下列物質(zhì)，中心原子的“雜化方式”及“分子立體構(gòu)型”與CH2O(甲醛)相同的是()

A．PCl3

B．NH3

C．CH2Br2

D．AlBr3

4．下列分子所含碳原子中，既有sp3雜化，又有sp2雜化的是()

5．白磷是一種能自燃的單質(zhì)，其分子的球棍模型如圖所示：，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A．每個(gè)磷原子形成3個(gè)σ鍵，磷原子為sp2雜化

B．每個(gè)磷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，磷原子均為sp3雜化

C．1

mol白磷中共含6

mol非極性鍵

D．白磷的分子構(gòu)型為正四面體形

6．化合物A是一種新型鍋爐水除氧劑，其結(jié)構(gòu)式如圖所示：，下列說法正確的是()

A．碳、氮原子的雜化類型相同

B．氮原子與碳原子分別為sp3雜化與sp2雜化

C．1

mol

A分子中所含σ鍵為10

mol

D．編號(hào)為a的氮原子和與其成鍵的另外三個(gè)原子在同一平面內(nèi)

7．下列關(guān)于原子軌道的說法正確的是()

A．雜化軌道形成共價(jià)鍵時(shí)，只能形成σ鍵不能形成π鍵

B．凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵

C．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子，其立體構(gòu)型都是正四面體形

D．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的8．下列關(guān)于NH、NH3、NH三種微粒的說法不正確的是()

A．三種微粒所含有的電子數(shù)相等

B．三種微粒中氮原子的雜化方式相同

C．三種微粒的立體構(gòu)型相同

D．鍵角大小關(guān)系：NH>NH3>NH

9．下列四種分子中，中心原子的雜化方式與其它三種不同的是()

A．(SOCl2)B．H2O

C．CH4

D．AlCl3

10．甲烷分子(CH4)失去一個(gè)H＋，形成甲基陰離子(CH)，在這個(gè)過程中，下列描述不合理的是()

A．碳原子的雜化類型發(fā)生了改變

B．微粒的形狀發(fā)生了改變

C．微粒的穩(wěn)定性發(fā)生了改變

D．微粒中的鍵角發(fā)生了改變

11．下列分子中，各分子的空間構(gòu)型、中心原子的雜化方式以及孤電子對(duì)數(shù)均正確的是()

選項(xiàng)

分子

空間

構(gòu)型

雜化

方式

孤電子

對(duì)數(shù)

A

NH3

平面三

角形

sp3雜化

N含有一對(duì)

孤電子對(duì)

B

CCl4

正四面體

sp3雜化

C不含有孤電子對(duì)

C

H2O

V形

sp2雜化

O含有兩對(duì)

孤電子對(duì)

D

CO

三角錐形

sp3雜化

C含有一對(duì)

孤電子對(duì)

12.毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺(結(jié)構(gòu)如圖)。

下列關(guān)于三聚氰胺分子的說法中正確的是()

A．一個(gè)三聚氰胺分子中共含有15個(gè)σ鍵

B．所有氮原子均采取sp3雜化

C．所有原子可能在同一平面

D．三聚氰胺分子中同時(shí)含有極性鍵和非極性鍵

13．已知以下反應(yīng)中的四種物質(zhì)由三種元素組成，其中a的分子立體構(gòu)型為正四面體形，組成a物質(zhì)的兩種元素的原子序數(shù)之和小于10，組成b物質(zhì)的元素為第三周期元素。下列判斷正確的是()

A．四種分子中的化學(xué)鍵均是極性鍵

B．a(chǎn)、c分子中中心原子均采用sp3雜化

C．四種分子中既有σ鍵，又有π鍵

D．b、d分子中共價(jià)鍵的鍵能：b>d

14．氮的最高價(jià)氧化物為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成，已知其陰離子構(gòu)型為平面三角形，則其陽離子的構(gòu)型和陽離子中氮的雜化方式為()

A．平面三角形　sp2雜化

B．V形

sp2雜化

C．三角錐形　sp3雜化

D．直線形　sp雜化

15．已知A、B、C、D四種分子所含原子的數(shù)目依次為1、3、6、6，且都含有18個(gè)電子，B、C由兩種元素的原子組成，且分子中兩種原子的個(gè)數(shù)比均為1:2。D是假酒中一種有毒的有機(jī)物。

(1)構(gòu)成A分子的原子的元素符號(hào)是________。

(2)已知B分子的鍵角為105°，判斷該分子構(gòu)型為________；中心原子雜化類型為________。

(3)C分子為________。

(4)D分子中共有________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。

16．元素X和Y屬于同一主族。負(fù)二價(jià)的元素X和氫形成的化合物在通常狀況下是一種液體，其中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為88.9%；元素X和元素Y可以形成兩種化

合物，在這兩種化合物中，X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%和60%。

(1)在X和Y兩種元素形成的化合物中：

①X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的化合物的化學(xué)式為________；該分子的中心原子發(fā)生________雜化，分子構(gòu)型為________。

②X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的化合物的化學(xué)式為________；該分子的中心原子發(fā)生________雜化，分子構(gòu)型為________。

(2)由元素X、Y和氫三種元素形成的化合物常見的有兩種，其水溶液均呈酸性，試分別寫出其分子式________、________，兩種酸的陰離子分別為________和________，其立體構(gòu)型分別為________和________。

(3)在由氫元素與X元素形成的化合物中，含有非極性鍵的是________(寫分子式)，分子構(gòu)型為V形的是________(寫分子式)。

17．氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡式為，它是經(jīng)國家批準(zhǔn)使用的植物生長調(diào)節(jié)劑。

(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對(duì)電子數(shù)為____________。

(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類型有________，羰基碳原子的雜化軌道類型為________。

(3)已知，可用異氰酸苯酯與2-氯-4-氨基吡啶反應(yīng)生成氯吡苯脲：，反應(yīng)過程中，每生成1

mol氯吡苯脲，斷裂________mol

σ鍵，斷裂________mol

π鍵。

(4)膨大劑能在動(dòng)物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。

①請(qǐng)用共價(jià)鍵的相關(guān)知識(shí)解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因：________________________。

②H2O、NH3、CO2分子的空間構(gòu)型分別是______________，中心原子的雜化類型分別是__________________。

課時(shí)作業(yè)7

1．解析：CH4中碳原子為飽和碳原子，采用sp3雜化。A項(xiàng)，亞甲基碳原子為飽和碳原子，采用sp3雜化；B、C項(xiàng)，C===C中的不飽和碳原子采用sp2雜化；D項(xiàng)，C≡C中的不飽和碳原子采用sp雜化。A項(xiàng)符合題意。

答案：A

2．答案：C

3．答案：D

4．解析：乙醛中甲基的碳原子采取sp3雜化，醛基中的碳原子采取sp2雜化；丙烯腈中碳碳雙鍵的兩個(gè)碳原子均采取sp2雜化，另一個(gè)碳原子采取sp雜化；甲醛中碳原子采取sp2雜化；丙炔中甲基的碳原子采取sp3雜化，碳碳三鍵中兩個(gè)碳原子均采取sp雜化。

答案：A

5．解析：由白磷分子的球棍模型圖可知，每個(gè)磷原子均形成了3個(gè)σ鍵，且每個(gè)磷原子還有一對(duì)孤電子對(duì)，故價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，磷原子為sp3雜化，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由圖可知C、D項(xiàng)正確。

答案：A

6．解析：A分子中碳、氮原子各形成了3個(gè)σ鍵，氮原子有一對(duì)孤電子對(duì)而碳原子沒有，故氮原子是sp3雜化而碳原子是sp2雜化，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；A分子中有一個(gè)碳氧雙鍵，故有12對(duì)共用電子對(duì)、11個(gè)σ鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于氮原子為sp3雜化，故相應(yīng)的四個(gè)原子形成的是三角錐形結(jié)構(gòu)，不可能共平面，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

7．解析：中心原子采取sp3雜化，軌道形狀是正四面體，但如果中心原子還有孤電子對(duì)，分子的立體構(gòu)型則不是正四面體；CH4分子中的sp3雜化軌道是C原子的一個(gè)2s軌道與三個(gè)2p軌道雜化而成的；AB3型的共價(jià)化合物，A原子可能采取sp2雜化或sp3雜化。

答案：A

8．解析：NH、NH3、NH含有的電子數(shù)均為10，A項(xiàng)正確；NH、NH3、NH三種微粒中氮原子的雜化方式均為sp3雜化，B項(xiàng)正確；NH立體構(gòu)型為正四面體形，NH3為三角錐形，NH為V形，C項(xiàng)錯(cuò)誤；NH、NH3、NH三種微粒的鍵角大小關(guān)系為NH>NH3>NH，D項(xiàng)正確。

答案：C

9．解析：SOCl2、H2O、CH4中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，均采取sp3雜化，而AlCl3中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，屬于sp2雜化，故選D。

答案：D

10．解析：CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，而CH為三角錐形結(jié)構(gòu)，形狀、鍵角、穩(wěn)定性均發(fā)生改變，但雜化類型不變，仍是sp3雜化。

答案：A

11．解析：NH3中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋(5－3×1)＝4，N原子的雜化方式為sp3，含有一對(duì)孤電子對(duì)，分子的立體構(gòu)型為三角錐形，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CCl4中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋(4－4×1)＝4，C原子的雜化方式為sp3，沒有孤電子對(duì)，分子的立體構(gòu)型為正四面體，B項(xiàng)正確；H2O中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋(6－2×1)＝4，O原子的雜化方式為sp3，含有兩對(duì)孤電子對(duì)，分子的立體構(gòu)型為V形，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋(4＋2－3×2)＝3，C原子的雜化方式為sp2，沒有孤電子對(duì)，分子的立體構(gòu)型為平面三角形，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

12．解析：分子中含6個(gè)N－H,6個(gè)C－N,3個(gè)C===N，雙鍵中有1個(gè)σ鍵，共15個(gè)σ鍵，故A正確；C===N中，C原子為sp2雜化，N原子也為sp2雜化，－NH2中N原子(連接的都是單鍵)為sp3雜化，雜化類型不同，B錯(cuò)誤；由于—NH2中N為sp3雜化，所以不可能在同一平面，C錯(cuò)誤；同種元素原子之間才能形成非極性鍵，該分子結(jié)構(gòu)中沒有相同的原子連接，則該分子內(nèi)只有極性鍵，故D錯(cuò)誤。

答案：A

13．解析：b是氯與氯形成的非極性共價(jià)鍵，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲烷中碳與氫形成4個(gè)碳?xì)洇益I、一氯甲烷分子中形成三個(gè)碳?xì)洇益I和一個(gè)碳氯σ鍵，中心原子均為sp3雜化，故B項(xiàng)正確；四種分子中只存在σ鍵而沒有π鍵，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；氯的原子半徑大于氫原子半徑，所以氯氣分子中的氯氯鍵的鍵能小于氯化氫分子中的氫氯鍵共價(jià)鍵的鍵能，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

14．解析：氮的最高價(jià)氧化物為N2O5，由兩種離子構(gòu)成，其中陰離子構(gòu)型為平面正三角形，化學(xué)式應(yīng)為NO，則其陽離子的化學(xué)式為：NO，其中心N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為2＋(5－1－2×2)＝2，所以其中的氮原子按sp方式雜化，陽離子的構(gòu)型為直線型，故合理選項(xiàng)是D。

答案：D

15．解析：根據(jù)題目所給信息可以判斷出A、B、C、D四種分子分別為Ar、H2S、N2H4、CH3OH。H2S中心S原子軌道雜化類型為sp3雜化，且有兩個(gè)孤電子對(duì)，所以H—S—H鍵角為105°，立體構(gòu)型為V形。假酒中含有毒的物質(zhì)甲醇(CH3OH)，在CH3OH中有5個(gè)共價(jià)鍵均為σ鍵，沒有π鍵。

答案：(1)Ar(2)V形　sp3雜化(3)N2H4

(4)5　0

16．解析：根據(jù)氫化物化學(xué)式H2X，知×100%≈88.9%。可推知X的相對(duì)原子質(zhì)量為16，則X為O，Y為S，則其氧化物分別為SO2、SO3，形成的酸分別為H2SO3和H2SO4，對(duì)應(yīng)的酸根陰離子分別為SO和SO。對(duì)于各種微粒的空間構(gòu)型如SO2、SO3、SO和SO，可依據(jù)步驟依次判斷如下：

SO2

SO3

SO

SO

價(jià)層電子對(duì)數(shù)

σ鍵數(shù)

孤電子對(duì)數(shù)

0

0

雜化軌道數(shù)

立體構(gòu)型

V形

平面三角形

三角錐形

正四面體

氧元素與氫元素形成的化合物可能為H2O或H2O2，其中H2O分子為V形，H2O2分子中存在非極性鍵“—O—O—”。

答案：(1)①SO2　sp2　V形　②SO3　sp2　平面三角形(2)H2SO3　H2SO4　SO　SO　三角錐形　正四面體形(3)H2O2　H2O

17．解析：(1)根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成對(duì)電子數(shù)為1。(2)根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡式可知，有2個(gè)氮原子均形成3個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，采取sp3雜化，剩余1個(gè)氮原子形成1個(gè)雙鍵和1個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，采取sp2雜化；羰基碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，采取sp2雜化。(3)由于σ鍵比π鍵穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N===C鍵中的π鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H鍵。(4)①O、N屬于同周期元素，O的原子半徑小于N，H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。②H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋＝4，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以其空間構(gòu)型為V形，O原子采取sp3雜化；NH3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋＝4，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以其空間構(gòu)型為三角錐形，N原子采取sp3雜化；CO2分子中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋＝2，不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為直線形，C原子采取sp雜化。

答案：(1)1(2)sp2、sp3　sp2(3)1　1

(4)①H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能　②V形、三角錐形、直線形　sp3、sp3、sp

第四篇：示范課教案

Book 3 Unit 4 My home示范課教案

教學(xué)內(nèi)容：Book 3 Unit 4 My home B Read and write Write and say.Teaching aims:(1)Listen,say,read and write the words:chair, desk,bed, window, door.(2)Listen and say the drills :What can you say in my room? I can see a ?(3)(4)Use prepositions correctly.擴(kuò)大學(xué)生的詞匯量。

Teaching importants: The words: chair,desk,bed,window,door.Teaching difficulties: The words: chair,desk,bed,window,door.的拼寫。Teaching tools: CAI Teaching steps : Step one :Warm-up /review(1)Greet(2)Guess the letters:Bb,Dd,Ff,Tt,Ww,Nn(3)show a photo of Zoom and a fruit shop T: What’s his name ? Ss: His name is Zoom.T:Look, it’s a fruit shop.Zoom wants to buy some gifts ,but the boss asks him to answer four questions.If he answers right ,he will give the four gifts on free.Let’s help him.(4)show the four gifts 禮物一闖關(guān)要求：讀對(duì)所給的5個(gè)單詞，每對(duì)一個(gè)則得到一個(gè)蘋果，放籃子里。

禮物二闖關(guān)要求：在最快的時(shí)間內(nèi)讀完所給的5個(gè)單詞，并說binggo，則得草莓，放籃子里。

禮物三闖關(guān)要求：讀對(duì)單詞得到雞蛋3個(gè)。禮物四闖關(guān)要求：說出W開頭的單詞，則得糖果。Step two: Lead in show the photo of zoom 點(diǎn)擊話筒，讓學(xué)生聽，并重復(fù)。隨后出示句子I have many gifts.Now I ‘ll go and see Zip.讓學(xué)生說此句。Step three: Presentation /practice(1)show the picture of Zip’s home T: Look,this is Zip’s home.(2)點(diǎn)擊幻燈片，出現(xiàn)門，教學(xué)door.Show the sentence: I can see a brown door.First ask ss to say ,then read and spell.(2)出示zoom and say :Zip, open the door ,please.Zip and say :Come in, please.點(diǎn)擊話筒，先讓學(xué)生聽說，隨后認(rèn)讀句子。（3）guess :Where is Zip ? Ask ss to guess,多找一些學(xué)生來猜。隨后出示正確答案。She’s near the window.Read and spell the word.Then cover the word and spell it.(3)show Zip’s room and practice: What can you see in my room ? I can see a ? practice in pairs.(4)ask some pairs to say.(5)Teach:bed,chair ,desk in the same way.Use :Where is Zip ? She’s on the _____.讓學(xué)生猜她的位置。（6）Read and circle 出示5組單詞，并出示圖，讓學(xué)生選擇。所選擇的5個(gè)單詞正好是本節(jié)課所教學(xué)的5個(gè)單詞。并讓學(xué)生齊讀3遍。

（7）出示Zoom 也有一個(gè)房子，到他家去，并帶了一個(gè)神秘的禮物，要求是必須讀出所給的單詞，才會(huì)出現(xiàn)禮物。點(diǎn)擊話筒，先聽，隨后認(rèn)讀。

（8）補(bǔ)充填空，讓學(xué)生來前寫出正確的單詞。隨后教師出示正確的單詞，讓學(xué)生讀。Step four: Home work Can you draw your own room ? Have a try.2009—2010學(xué)第一學(xué)期

英語示范課教案

執(zhí)教人： 彭慶梅 2009.12.24

Book 3 Unit 4 My home示范課說課

本節(jié)課主要教學(xué)chair, desk,bed, window, door.單詞，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生聽說讀寫這五個(gè)單詞。同時(shí)結(jié)合句型：What can you say in my room? I can see a ? Where is Zip ? She’s on the ___.讓學(xué)生在一定的語境中學(xué)習(xí)單詞。本節(jié)課的主線以故事貫穿其中。通過 闖關(guān)得到許多免費(fèi)的禮物水果，Zoom到家做客，看到其房子，并學(xué)習(xí)本課單詞。通過讓學(xué)生猜Zip 位置，創(chuàng)設(shè)一定的語境，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。在學(xué)完單詞后，我讓學(xué)生看看，圈圈，鞏固所學(xué)的單詞，考查了學(xué)生的認(rèn)讀能力。同時(shí)又通過多次播放錄音，讓學(xué)生模仿語音語調(diào)，鍛煉聽力。在學(xué)生聽說讀的能力得到鞏固后，讓學(xué)生通過填空，來鍛煉學(xué)生的寫的能力，并讓學(xué)生來前寫出正確的答案。在故事的最后，讀5組單詞后，出現(xiàn)Zip 送給Zoom的禮物。布置作業(yè)結(jié)束新課。

2009—2010學(xué)第一學(xué)期

示范課說課

說課人：彭慶梅 2009.12.24

Book 3 Unit 4 My home示范課反思

本節(jié)課主要教學(xué)chair, desk,bed, window, door.單詞，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生聽說讀寫這五個(gè)單詞。同時(shí)結(jié)合句型：What can you say in my room? I can see a ? Where is Zip ? She’s on the ___.讓學(xué)生在一定的語境中學(xué)習(xí)單詞。本節(jié)課的主線以故事貫穿其中。通過 闖關(guān)得到許多免費(fèi)的禮物水果，Zoom到家做客，看到其房子，并學(xué)習(xí)本課單詞。通過讓學(xué)生猜Zip 位置，創(chuàng)設(shè)一定的語境，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。在學(xué)完單詞后，我讓學(xué)生看看，圈圈，鞏固所學(xué)的單詞，考查了學(xué)生的認(rèn)讀能力。同時(shí)又通過多次播放錄音，讓學(xué)生模仿語音語調(diào)，鍛煉聽力。在學(xué)生聽說讀的能力得到鞏固后，讓學(xué)生通過填空，來鍛煉學(xué)生的寫的能力，并讓學(xué)生來前寫出正確的答案。在故事的最后，讀5組單詞后，出現(xiàn)Zip 送給Zoom的禮物。布置作業(yè)結(jié)束新課。

心理學(xué)常識(shí)告訴我們，任何事業(yè)或活動(dòng)的成功，必須使其思想和行為都適合于客觀的規(guī)律。對(duì)大多數(shù)兒童而言，英語語言學(xué)習(xí)的本身是枯燥的，而小學(xué)英語學(xué)習(xí)的根本任務(wù)之一就是讓學(xué)生對(duì)英語學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，那么要使剛接觸英語或接觸英語時(shí)間不長的小學(xué)生學(xué)好英語，并使之對(duì)英語學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，就必須根據(jù)小學(xué)生的心理特點(diǎn)，制定一套行之有效的教學(xué)程序.在小學(xué)英語學(xué)習(xí)中單詞教學(xué)是必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié),而小學(xué)生年齡小,好玩,好動(dòng),不愿將過多的時(shí)間花在記單詞上,所以教師就得注意教學(xué)方法,寓單詞教學(xué)于娛樂之中，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。現(xiàn)將本人在單詞教學(xué)方面的一些激趣方法做一整理.故事對(duì)學(xué)生來說是不陌生，也是他們非常感興趣的。盡管本節(jié)課只教學(xué)5個(gè)單詞，但是其他學(xué)過的單詞，難道學(xué)生就會(huì)了嗎？也許你會(huì)說：不會(huì)。對(duì)！由于在小學(xué)階段英語課較少，而且缺乏一定的語境，掌握英語，對(duì)學(xué)生來說是很難的。那么就需要我們教師要設(shè)計(jì)我們的課堂，使單詞教學(xué)不再那么枯燥乏味。那么今后我們就要了解和做到：

小學(xué)生好強(qiáng)、集體榮譽(yù)感強(qiáng)。在訓(xùn)練學(xué)生認(rèn)記單詞時(shí)，經(jīng)常將學(xué)生分組進(jìn)行比賽也是極好的一個(gè)方法。

1)搶讀單詞：這是訓(xùn)練學(xué)生認(rèn)讀單詞能力的游戲，教師將全班分成若干小組，然后逐個(gè)出示一些單詞卡片或圖片，學(xué)生們舉手搶答，教師讓最先舉手的學(xué)生讀出該單詞并說出其中的意思，或?qū)D片上的單詞讀出來拼出來，讀對(duì)說對(duì)拼對(duì)的給該組記分，得分最多的組為優(yōu)勝。

2)看圖猜詞:以每一縱行為一組進(jìn)行競賽，教師先出示一些單詞的圖片，然后收起來，再從中抽出一張放在身后，由每組的第一名學(xué)生輪流猜，可以問：“Is it a??”回答：Yes it is.或No，it isn’t.等。哪個(gè)組猜對(duì)了就記分，然后接著往下猜，第一排的學(xué)生猜過后第二排接著猜，最后得分最多的組為優(yōu)勝。做這個(gè)游戲時(shí)，還可以找一位學(xué)生來主持，由他讓學(xué)生們猜。

3）看圖寫單詞：這是讓學(xué)生們復(fù)習(xí)學(xué)過單詞的游戲，教師事先把需復(fù)習(xí)的單詞用投影打出來，將全班按前后左右四人一組分成若干小組。競賽開始，讓學(xué)生們看一分鐘，然后收起來，再給學(xué)生們兩分鐘時(shí)間將看到的單詞寫出來，寫得最多最正確的組獲勝。4）相同詞首單詞拼讀賽：將全班分成若干小組，教師說一個(gè)字母(如：D)，第一組的第一名學(xué)生立即站起來，說出并拼出一個(gè)以字母“D”開頭的單詞，如：desk,dog,door等，念不出或念錯(cuò)要扣分，這位學(xué)生說完后，教師念另一個(gè)字母，由第二組的第一名學(xué)生說。這樣依次進(jìn)行下去，最后看哪組的人最多為勝，做這個(gè)游戲時(shí)，也可以讓兩組的學(xué)生輪流說字母(如由第一組的第一名學(xué)生說字母，由第二組的第一名學(xué)生答)這樣就成了對(duì)抗賽，注意不要說Q，X，Z等字母,因?yàn)橐赃@些字母開頭的單詞較少.5）拼單詞對(duì)抗賽：將全班分成若干小組，對(duì)抗賽在兩個(gè)小組中進(jìn)行，在教師宣布游戲開始后，第一組的第一名學(xué)生立即用中文說出一個(gè)單詞(如：自行車)，第一組的第二名學(xué)生應(yīng)立即將這個(gè)單詞說出來，說錯(cuò)或不能迅速說出單詞的記負(fù)分，最后哪組扣分最少為優(yōu)勝。

6）單詞接龍：將全班分成若干組，每組來一個(gè)學(xué)生在黑板上寫出一個(gè)以某字母為詞首的單詞，前一個(gè)單詞的詞尾字母作下一個(gè)單詞的詞首字母。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)哪一組接的詞最多為優(yōu)勝。pen-no-old-desk-kite-egg-girl-lemon-not等。

7)猜袋中物:教師將一物品放入袋中，由每組的第一名學(xué)生輪流猜，可以問：“Is it a banana(an apple/orange)?”猜對(duì)了為優(yōu)勝。8)傳遞單詞:每一排為一組，全班分成若干組，教師分別發(fā)給每一組最后一排的學(xué)生一張紙，上面寫個(gè)單詞。在教師說開始后，最后一排的學(xué)生即用耳語把紙上的單詞告訴前面的學(xué)生，這位學(xué)生再把聽到的單詞告訴前面的學(xué)生，這樣依次進(jìn)行下去。最后，第一排的學(xué)生把所傳的單詞寫到黑板上，傳得最快，最準(zhǔn)的組獲勝。

9)Listen and touch:這是訓(xùn)練學(xué)生聽單詞并快速作出反應(yīng)的游戲，在學(xué)了nose, ear , eye等身體部位的單詞后，教師可快速說出這些單詞，學(xué)生聽到指令便用手觸摸這個(gè)部位，最快最準(zhǔn)的獲勝，當(dāng)學(xué)生做得非常熟悉后，還可以增加難度，玩Simon says game可要求學(xué)生聽到Simon says就做這個(gè)動(dòng)作,反之則不做，這個(gè)游戲可以用競賽的形式進(jìn)行，每組抽一名學(xué)生到前面作動(dòng)作，做錯(cuò)了就被淘汰，最后剩下的一人所在組為優(yōu)勝組。

事實(shí)證明教師只有千方百計(jì)，以學(xué)生為主體，充分采用多種有效的教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，才能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中得到生動(dòng)活潑的發(fā)展。

2009—2010學(xué)第一學(xué)期

示范課反思

執(zhí)教人 彭慶梅 2009.12.24

第五篇：示范課教案

《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力》教案

教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)與技能

(1)知道什么是洛倫茲力。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。(2)知道洛倫茲力大小的推理過程。

(3)掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。

(4)了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷。理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功。(5)了解電視顯像管的工作原理。2．過程與方法

通過觀察，形成洛倫茲力的概念，同時(shí)明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷。通過思考與討論，推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F＝qvBsinθ。最后了解洛倫茲力的一個(gè)應(yīng)用——電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)會(huì)觀察、分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法。讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)科學(xué)研究最基本的思維方法：“推理—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。

教學(xué)重點(diǎn)：1.利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。洛倫茲力大小計(jì)算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用。

2．掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。

這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng))，是本章的重點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：1.洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功。

2．洛倫茲力方向的判斷。洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)。

教學(xué)用具：電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體。教學(xué)過程

導(dǎo)入新課

前面我們學(xué)習(xí)了磁場對(duì)電流的作用力，下面思考兩個(gè)問題： 1．如圖判定安培力的方向(讓學(xué)生上黑板做)

若已知上圖中：B＝4.0×10－2 T，導(dǎo)線長L＝10 cm，I＝1 A。求：導(dǎo)線所受的安培力大小？

[學(xué)生解答] 解：F＝BIL＝4×10－2 T×1 A×0.1 m＝4×10－3 N 答：導(dǎo)線受的安培力大小為4×10－3 N。2．什么是電流？

[學(xué)生答]電荷的定向移動(dòng)形成電流。

[教師講述]磁場對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，我們會(huì)想到：這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的，而安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。

[演示實(shí)驗(yàn)]觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)(95頁圖3.51)[教師]說明電子射線管的原理：

說明陰極射線是燈絲加熱放出電子，電子在加速電場的作用下高速運(yùn)動(dòng)而形成的電 子流，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡，磁鐵是用來在陰極射線周圍產(chǎn)生磁場的，還應(yīng)明確磁場的方向。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)果]在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。學(xué)生用左手定則判斷電子束彎曲方向。

[學(xué)生分析得出結(jié)論]磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力 推進(jìn)新課

1．洛倫茲力的方向和大小

(1)洛倫茲力的定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的作用力。通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

【說明】 可以根據(jù)磁場對(duì)電流有作用力而對(duì)未通電的導(dǎo)線沒有作用力，引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：磁場對(duì)電流作用力的實(shí)質(zhì)是磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。

[過渡語]運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，那么洛倫茲力的方向如何判斷呢？ [問題]如圖

(2)洛倫茲力的方向

①判定安培力方向。(上圖甲中安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛏希覉D安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛳?②電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。(電流方向與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反)③F安的方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。(F安的方向與正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，與負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向相反。)④電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關(guān)系。(學(xué)生分析總結(jié))⑤洛倫茲力方向的判斷——左手定則

伸開左手，使大拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；若四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。

【要使學(xué)生明確】 正電荷運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與左手四指指向一致，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向則應(yīng)與左手四指指向相反(先確定負(fù)電荷形成電流的方向，再用左手定則判定)。

課堂練習(xí)

①[投影出示練習(xí)題]——“問題與練習(xí)”1 ②試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向。[學(xué)生解答] 甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上。乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下。

丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者。丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。討論B、v、F三者方向間的相互關(guān)系。如圖所示。

甲 v與B垂直

乙 v與B不垂直

洛倫茲力與粒子運(yùn)動(dòng)方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的關(guān)系

學(xué)生：F總垂直于B與v所在的平面。B與v可以垂直，可以不垂直。(3)洛倫茲力的大小

現(xiàn)在我們來研究一下洛倫茲力的大小。通過“思考與討論”，來推導(dǎo)公式F＝qvBsinθ時(shí)，應(yīng)先建立物理模型(教材圖3.5－3)，再循序漸進(jìn)有條理地推導(dǎo)，這一個(gè)過程可放手讓學(xué)生完成，體現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主性。

也可以通過下面的命題引導(dǎo)學(xué)生一一回答。

設(shè)有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中。

[問題]這段導(dǎo)線中電流I的微觀表達(dá)式是怎樣的？讓學(xué)生推導(dǎo)后回答。[學(xué)生答]I的微觀表達(dá)式為I＝nqSv [問題]這段導(dǎo)體所受的安培力為多大？[學(xué)生答]F安＝BIL [問題]這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)？ [學(xué)生答]這段導(dǎo)體中含有的電荷數(shù)為nLS。

[問題]每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？

[學(xué)生答]安培力可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的洛倫茲力F的合力，這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS，所以F＝F安/nLS＝BIL/nLS＝nqvSLB/nLS＝qvB。

[問題]當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不垂直時(shí)，設(shè)夾角為θ，則電荷所受的洛倫茲力大小為多大？

(4)洛倫茲力的計(jì)算公式

①當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)(v⊥B)F＝qvB ②當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成θ時(shí) F＝qvBsinθ 上兩式各量的單位：

F為牛(N)，q為庫倫(C)，v為米/秒(m/s)，B為特斯拉(T)最后，通過“思考與討論”，說明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的，所以它對(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子總是不做功的。

課堂練習(xí)

1．電子的速率v＝3×106 m/s，垂直射入B＝0.10 T的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？

分析求解：F＝qvB＝1.60×10－19×3×106×0.10＝4.8×10－14 N 2．來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì) 子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將______ A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn) C．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)

分析解答：B。地球表面地磁場方向由南向北，質(zhì)子是氫原子核帶正電，根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東。

2．電視機(jī)顯像管的工作原理

教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，思考并回答問題。電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？ 如圖所示：

顯像管原理示意圖(俯視圖)問題1：要使電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ 問題2：要使電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？

問題3：要使電子打在熒火屏的位置從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？

答：1.要使電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該垂直紙面向外。2.要使電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該垂直紙面向里。3.要使電子打在熒光屏的位置從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。

電子打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn)，為什么整個(gè)熒光屏都能發(fā)光？學(xué)生閱讀教材，進(jìn)一步了解顯像管的工作過程。

最后讓學(xué)生回憶“示波管的原理”，通過對(duì)比比較二者的差異。3．實(shí)例探究

例1關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 解析：根據(jù)左手定則，洛倫茲力垂直于B，也垂直于v，垂直于B與v所決定的平面，但B與v不一定垂直。

答案：B 例2如圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場對(duì)電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖(其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直)。其中正確的是()

答案：D 4．對(duì)本節(jié)內(nèi)容作簡要小結(jié)：學(xué)生先自我小結(jié)，分組展示相互補(bǔ)充，教師點(diǎn)評(píng)歸納。5．布置作業(yè)：課本“問題與練習(xí)”3、4、5題。板書設(shè)計(jì)

磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、洛倫茲力：

① 定義：磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。

② 條件：粒子速度方向與磁場方向不平行。

2、洛倫茲力方向的判定： 左手定則

3、洛倫茲力的大小： ①推導(dǎo)過程 ②公式f=Bqv 教學(xué)反思：

從教學(xué)實(shí)踐來看較為成功，從導(dǎo)入新課開始就將學(xué)生的興趣激發(fā)出來，通過陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)洛倫茲力有深刻認(rèn)識(shí)，也很容易掌握左手定則。通過多媒體用課件模擬導(dǎo)體內(nèi)部電子受力及運(yùn)動(dòng)情況，使學(xué)生感知導(dǎo)體內(nèi)部微觀情況，很容易理解安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，以及其微觀表達(dá)式的推導(dǎo)。但由于內(nèi)容較多，課堂時(shí)間顯得很緊，如果不順暢可能就玩不成所設(shè)計(jì)內(nèi)容。