第二章分子结构与性质

《第二章分子结构与性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章分子结构与性质（17页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第二章 分子结构与性质第一节 共价键第一课时教学目标：1、复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。2、知道共价键的主要类型键和键。3、说出键和键的明显差别和一般规律。教学重点、难点： 价层电子对互斥模型教学过程： 复习引入 NaCl、HCl的形成过程 设问前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠？例：H2的形成讲解、小结板书1、 键：（以“头碰头”重叠形式）a、特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。b、种类：S-S键 S-P键 P-P键过渡P电子和P电子除能形成键外，还能形成键板书2、

2、 键讲解 a.特征：每个键的电子云有两块组成，分别位于有两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。3、 键和键比较重叠方式 键：头碰头 键：肩并肩键比键的强度较大成键电子： 键 S-S S-P P-P 键 P-P 键成单键 键成双键、叁键（双键中含有一个键和一个键，叁键中含有一个键和两个键）共价键的特征饱和性、方向性练习1下列关于化学键的说法不正确的是A化学键是一种作用力B化学键可以是原子间作用力，也可以是离子间作用力C化学键存在于分子内部D化学键存在于分子之间2对键的认识不正确的是A键不属于共价键，是另一种化学键BS-S键与S-P键的对称

3、性相同C分子中含有共价键，则至少含有一个键D含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同3下列物质中，属于共价化合物的是AI2 BBaCl2 CH2SO4 DNaOH4下列化合物中，属于离子化合物的是AKNO3 BBeCl CKO2 DH2O25写出下列物质的电子式。H2、N2、HCl、H2O用电子式表示下列化合物的形成过程HCl、NaBr、MgF2、Na2S、CO2第二课时教学目标：1、认识键能、键长、键角等键参数的概念2、能用键参数键能、键长、键角说明简单分子的某些性质3、知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”教学难点、重点：键参数的概念，等电子原理教学过程：创设问题情境N2与H

4、2在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应，为什么？学生讨论小结：引入键能的定义板书二、键参数、键能概念：气态基态原子形成mol化学键所释放出的最低能量。单位：kmol生阅读书33页，表2-1回答：键能大小与键的强度的关系？（键能越大，化学键越稳定，越不易断裂）键能化学反应的能量变化的关系？（键能越大，形成化学键放出的能量越大）键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定。过渡、键长概念：形成共价键的两原子间的核间距单位：pm（pm10-12m）键长越短，共价键越牢固，形成的物质越稳定设问多原子分子的形状如何？就必须要了解多原子分子中两共价键之间的夹

5、角。3、键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角。例如：CO2 结构为，键角为，为直线形分子。 H2O键角形CH4键角正四面体小结键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键长、键角决定了分子的空间构型。板书三、等电子原理、等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒。如：CO和N2，CH4和NH4+、等电子体性质相似阅读课本表小结师与生共同总结本节课内容。练习1、下列说法中，错误的是键长越长，化学键越牢固成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键2、能够用键能解释的是氮气的化学性质比

6、氧气稳定常温常压下，溴呈液体，碘为固体稀有气体一般很难发生化学反应硝酸易挥发，硫酸难挥发3、与NO3-互为等电子体的是SO3BF3CH4NO24、根据等电子原理，下列分子或离子与SO42-有相似结构的是APCl5 BCCl4 CNF3 DN25、根据课本中有关键能的数据，计算下列反应中的能量变化：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）；H= 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；H= 第二节 分子的立体结构第一课时教学目标：知识、技能：（1）认识共价分子结构的多样性和复杂性，（2）能用键能、键长、键角理论等说明简单分子的空间结构。（3）能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。能力、方法：

7、（1）训练学生探究性学习的能力；（2）引导学生学会在观察的基础上，运用抽象思维，归纳、总结科学的规律，训练学生通过科学抽象来研究问题的方法。情感、态度：（1）对学生进行“结构决定性质”，“现象与本质”等辨证唯物主义观点的教育，培养学生实事求是的科学态度。（2）培养学生合作、共享的学习态度。教学重点、难点：1、分子的立体结构；2、价层电子对互斥模型。探究建议：（1）运用分子的立体模型进行研究；（2）紧扣“结构决定性质”这一科学原理，研究分子的立体构型与分子内部结构的关系。教学过程：第一部分：认识分子的立体结构讲述 我们知道许多分子都具有一定的空间结构，如：CO2分子是直线型，H2O分子是V字型，

8、CH4分子是正四面体型，等等。是什么原因导致了分子的空间结构不同？这节课，我们将一起来研究分子的立体结构。板书 第二节 分子的立体结构一、形形色色的分子投影 形形色色的分子 讲述大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中的原子的空间关系问题，这就是所谓“分子的立体结构”。第二部分：探究性学习，研究分子的构型与分子内部结构的关系。提出问题：（1）、同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？（2）、同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？引导学生探究：（1）写出H、C、N、O等原子的电子式：原子HCNO电子式可形成共用电子对数学生思考

9、、交流引导学生探究：（2）写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式结构式中心原子有无孤对电子空间结构引导学生归纳、小结：（3）小结： 代表物中心原子结合的原子数分子类型空间构型中心原子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子有孤对电子H2O2AB2NH33AB3点评通过我们的探究和归纳，我们发现分子构型与分子内部结构存在密切的联系，这在化学上称为“价层电子对互斥模型”。板书二、价层电子对互斥模型（VSEPR模型）讲述这种模型把分子分成以下两大类： 一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键

10、，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：ABn 立体结构 范例n=2 直线型 C02n=3 平面三角形 CH20n=4 正四面体型 CH4讲解价层电子对互斥模型认为，它们之所以有这样的立体结构是由于分子中的价电子对相互排斥的结果。板书1、中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子构型是分子中的价电子对相互排斥的结果。讲解另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H20和NH3的中心原子工分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的键加起来都是4

11、，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。板书2、中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。 思考与交流：（4）应用反馈：用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构。化学式中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SICl4CHCl3NH4+SO42第三部分：运用所学知识解决实际问题1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图：呈V型，键角116.5o。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性

12、共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：1、氧与氧气的关系是 ；2下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是 ；a、 H2O b、CO2 c、SO2 d、BeCl23分子中某1原子有1对没有跟其它原子共用电子叫孤对电子，那么O3分子有 _对孤对电子。4O3分子是否为极性分子 （是or否）。参考答案：1同素异形体，因为氧气和臭氧是同一元素形成的不同的单质。2C 35 4是作业 课本P46 第1题。 分子的立体结构 第二课时教学目标：1：认识共价分子的多样性和复杂性2：能用杂化轨道理论判断简单的分子或离子

13、的构型教学重点：杂化轨道理论学习过程：思考：为什么甲烷的空间构型是正四面体？三：杂化轨道理论1：甲烷的形成过程：2P sp3杂化 SP3杂化轨道2s2：基本概念杂化：杂化轨道：3：杂化轨道类型：(1)SP杂化：SP杂化轨道是由 和 组合而成的。它的特点是每个SP杂化轨道含有 S和 P成分，SP杂化轨道间的夹角为 ，呈 型。例：BeCl2分子形成：练习：试用杂化轨道理论解释乙炔分子中的成键情况。（2）SP2杂化：SP2杂化轨道是由 和 组合而成的。它的特点是每个SP2杂化轨道含有 S和 P成分，杂化轨道间的夹角为 ，呈 型。例：BF3分子形成练习：试用杂化轨道理论解释乙烯分子中的成键情况。（3）

14、SP3杂化：SP3杂化轨道是由 和 组合而成的。它的特点是每个SP3杂化轨道含有 S和 P成分，杂化轨道间的夹角为 ，呈 型。例：甲烷的形成注意：（1）原子轨道的杂化只有在 的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。（2）只有 的原子轨道才能发生杂化，如1S轨道和2P轨道之间由于 而不能发生杂化。（3）杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道数目 。（4）杂化轨道成键时，要满足原子轨道 原理（5）杂化轨道成键时，要满足化学键间 原理。键与键间的排斥力大小决定键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。键角越大化学键之间的排斥能越小，如SP杂化键角为 度时排斥能最小，所以SP杂化轨道成键时分子呈

15、型；对SP2杂化来说，当键角为 时，排斥能最小，所以SP2杂化轨道成键时分子呈 型（6）杂化轨道用于形成键和容纳孤对电子。思考题：根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？结论：杂化轨道数=应用此规律完成下表：代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O探究练习：用杂化轨道理论探究氰化氢（HCN）分子和甲醛（CH2O）分子的结构。1、 写出HCN分子和CH20分子的路易斯结构式。2用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测(用立体结构模型表示)3写出HCN分子和CH20分子的中心原子的杂化类型4分析HCN分子和CH2O分子中的键。

16、巩固练习：1：描述下列化合物中每个化学键是怎样形成的：CO2H2O2：对SO2与CO2说法正确的是( )A 都是直线形结构 B B中心原子都采取sp杂化轨道 C S原子和C原子上都没有孤对电子D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构3：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCI3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O第三节 分子的性质教学目标：1结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。2举例说明分子间作用力对物质的状态、稳定性等方面的影响。3.列举含有氢键的物质，知道

17、分子间氢键、分子内氢键对物质性质的不同影响。4.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。5.在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。教学重点、难点：分子间作用力对物质的状态、稳定性等方面的影响。探究建议：讨论：卤素单质、卤化氢熔沸点变化有什么规律？收集有关“相似相溶”规则应用的具体资料。查阅邻羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸的沸点和溶解度数据，解释差异的原因。实验探究：氢键存在的证明。交流讨论：相同条件下氧气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度大。查阅资料：“手性分子”的合成及应用。课时划分：两课时教学过程第一课时复习必修（2）所学的极性共价键和非极性共价键定义。讲述由

18、不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键，极性键中的两个键合原子，一个呈正电性（+），另一个呈负电性(一)。板书 分子的性质一、键的极性和分子的极性1、极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（+），另一个呈负电性(一)。讲述分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性(+)，另一部分呈负电性(一)；非极性分子的正电中心和负电中心重合。板书2、有极性分子和非极性分子：极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合；非极性分子的正电中心和负电中心重合。投影 图228练习根据图228，思考和回答下列问题： 1、以下双原子分子

19、中，哪些是极性分子，分子哪些是非极性分子？H2 02 C12 HCl2以下非金属单质分子中，哪个是极性分子，哪个是非极性分子?P4 C603以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？CO2 HCN H20 NH3 BF3 CH4 CH3Cl回答1、H2 02 C12 极性分子 HCl ，非极性分子。2、P4 C60都是非极性分子。3、CO2 BF3 CH4 为非极性分子，CH3Cl HCN H20 NH3为极性分子。讲解分子的极性是分子中化学键的极性的向量和。只含非极性键的分子也不一定是非极性分子（如O3）；含极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定。

20、当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子，否则是极性分子。板书3、判断极性分子或非极性分子经验规律：若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子。自学科学视野表面活性剂和细胞膜问题1、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列? 板书三、范德华力及其对物质的影响讲述降温加压气体会液化，降温液体会凝固，这一事实表明，分子之间存在着相互作用力。范德华(vandcrWaRls)是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子问作用力称为范德华力。范德华力很弱，约比化

21、学键能小l一2数量级。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。投影板书范德华力：分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱，约比化学键能小l一2数量级。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。思考怎样解释卤素单质从F2I2的熔、沸点越来越高？回答相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越来越高。设问夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬行，却掉不下来，为什么？讲解壁虎为什么能在天花板土爬行自如?这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?实验证明，如果在一个分

22、币的面积土布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。设问你是否知道，常见物质中，水是熔、沸点较高的液体之一?你是否知道，冰的密度比液态的水小?板书三、氢键及其对物质性质的影响讲述为了解释水的这些奇特性质，人们提出了氢键的概念。氢键是除范德华力外的另一种分子间作用力，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。板书 1、氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很

23、强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。讲述氢键的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。另外，实验还证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些。用氢键能够解释这种异常性：接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”。后来的研究证明，氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。板书2、分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。讲解此外，实验还证实，氢键不仅存在

24、于分子之间，有时也存在于分子内，如邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子之间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键，因而，前者的沸点低于后者的沸点。板书3、分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。强调尽管人们把氢键也称作“键”，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。阅读资料卡片及科学视野板书4、氢键表示方法：XHY。小结略。作业P57、1、4、5、6板书计划 分子的性质 一、键的极性和分子的极性1、极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（+），另一个呈负电性(一)。2、有极性分子

25、和非极性分子：极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合；非极性分子的正电中心和负电中心重合。3、判断极性分子或非极性分子经验规律：若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子。三、范德华力及其对物质的影响范德华力：分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱，约比化学键能小l一2数量级。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。三、氢键及其对物质性质的影响1、氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。2、分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。3、分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。4、氢

26、键表示方法：XHY。第三节 分子的性质第二课时教学目标1 范德华力、氢键及其对物质性质的影响2 能举例说明化学键和分子间作用力的区别3 例举含有氢键的物质 4采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学 5培养学生分析、归纳、综合的能力教学重点 分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响教学难点 分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响教学过程 创设问题情景 气体在加压或降温时为什么会变成液体或固体？ 学生联系实际生活中的水的结冰、气体的液化，讨论、交流。 结论 表明分子间存在着分子间作用力，且这种分子间作用力称为范德华力。思考与讨论 仔细观察教科书中表2-4，结合分子结构的特点和数据，能得出什么

27、结论？小结 分子的极性越大，范德华力越大。思考与交流 完成“学与问”，得出什么结论？结论 结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。过渡你是否知道，常见的物质中，水是熔、沸点较高的液体之一？冰的密度比液态的水小？为了解释水的这些奇特性质，人们提出了氢键的概念。阅读、思考与归纳 学生阅读“三、氢键及其对物质性质的影响”，思考，归纳氢键的概念、本质及其对物质性质的影响。小结 氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。 氢键是由已经与电负性很强的原子（如水分子中的氢）与另一个分子中电负性很强的原子（如水分子中的氧）之间的作用力。 氢键的存在大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点教高。讲解氢键

28、不仅存在于分子之间，还存在于分子之内。一个分子的X-H键与另一个分子的Y相结合而成的氢键，称为分子间氢键，如图2-34一个分子的X-H键与它的内部的Y相结合而成的氢键称为分子内氢键，如图2-33 阅读资料卡片总结、归纳含有氢键的物质，了解各氢键的键能、键长。小结 本节主要是分子间作用力及其对物质性质的影响，氢键及其对物质性质的影响。补充练习 1下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，熔化时所克服的作用力也完全相同的是（ ）ACO2和SiO2BNaCl和HClC(NH4)2CO3和CO(NH2)2DNaH和KCl2你认为下列说法不正确的是 （ ） A氢键存在于分子之间，不存在于分子之内 B对于组成

29、和结构相似的分子，其范德华力随着相对分子质量的增大而增大CNH3极易溶于水而CH4难溶于水的原因只是NH3是极性分子，CH4是非极性分子 D冰熔化时只破坏分子间作用力3沸腾时只需克服范德华力的液体物质是 （ ） A水 B酒精 C溴 D水银4下列物质中分子间能形成氢键的是 （ ） AN2 BHBr CNH3 DH2S5以下说法哪些是不正确的？ (1) 氢键是化学键 (2) 甲烷可与水形成氢键 (3) 乙醇分子跟水分子之间存在范德华力(4) 碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键6乙醇（C2H5OH）和二甲醚（CH3OCH3）的化学组成均为C2H6O，但乙醇的沸点为78.5，而二甲醚的沸点为23，为何原因？7你认为水的哪些物理性质与氢键有关？试把你的结论与同学讨论交流。17