归纳与整理教学设计(第二课时)

第二章

分子结构与性质

一、教学目标：

1.知识与技能

（1）了解共价键的形成、极性、类型（σ键和π键），了解配位键的含义。

（2）能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

（3）了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3）；能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。

（4）了解范德华力和氢键的含义；并能解释它们对物质性质的影响。

2.过程与方法

通过回忆复习已学知识，加深学生对知识的认知理解，同时为后续知识的学习做铺垫。

3.情感态度与价值观

通过学生自己讨论、总结知识，提高学生的自我学习能力。

二、教学重难点

重点：σ键和π键的判断；价层电子对互斥理论判断粒子空间构型；杂化轨道理论判断杂化类型

难点：配位键的判断

三、教学过程

一、共价键

1.定义：原子间通过共用电子对产生的相互作用。

判断方法：一般非金属元素间形成共价键(特例：AlCl3) 2.分类

①按原子间共用电子对数分：单键、双键、三键

②按电子对是否偏移分：极性键、非极性键

(A-B型)

(A-A型) ③按电子云重叠方式分：

σ键

π键

重叠方式

头碰头

肩并肩

特征

轴对称

镜面对称

牢固程度

相对牢固

相对不牢固

判断方法：单键全是σ键，双键一个σ键、一个π键，三键一个σ键、两个π键

④一方提供空轨道，一方提供孤电子对：配位键

表示方法：

注：含有配位键的物质：

NH4+

H3O+

Ag(NH3)2+

Cu(H2O)42+

Fe(SCN)3

3.配合物：金属离子(或原子)与某些分子(或离子)以配位键结合形成的化合物。

内界

外界

组成：[Cu(NH3)4]SO4

注：水溶液中内外界之间可电离，内界内部的配位键不可发生电离。

4.键参数

①键能：气态基态原子形成1mol化学键所释放的最低能量。kJ/mol

键能越大，共价键越牢固，对应分子越稳定。

②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。

一般情况下，键长越短，键能越大，共价键越稳定。

成键原子半径越小，共用电子对数越多，键长越小

③键角：分子内两个共价键之间的夹角。

键能

决定分子的稳定性

键长

决定分子的性质

决定分子的空间构键角

型

例1：下列实验事实中，能用键能大小进行解释的是（

）

①稀有气体一般较难发生化学反应

②金刚石比晶体硅的熔点高

③氮气比氯气的化学性质稳定

④通常情况下，溴是液态，碘是固态

A ①②

B ②③

C ①④

D ①②③④

例：Ni能与CO形成正四面体的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4

中含有____ mol σ键。

例2：某物质的实验式为PtCl4

﹒2NH3

，其水溶液不导电，加入硝酸银溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理没有氨气放出，关于此化合物说法正确的是（

）

A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6

B.该配合物可能是平面正方形结构

C. Cl-

、NH3

均为Pt4+

的配体

D.配合物中Cl-

和Pt4+

配位，而氨气不配位

二、分子的立体构型

1.价层电子对互斥理论

内容：中心原子的价层电子对相互排斥，力求达到一种排斥力最小、能量最低的构型，由此决定了分子的空间构型。

σ键电子对数+孤电子对数

½(a-xb)

判断粒子的空间构型：

实例

CO2

BF3

SO2

CH4

NH3

H2O

σ键电子对数

孤电子

对数

价层电子VSEPR构型

对数

间构型

分子空

注：

CH4、NH3、

H2O的键角依次减小，因为排斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子对-成键电子对

2.杂化轨道理论

内容：当原子成键时，原子内部能量相近的原子轨道相互混杂，形成与原轨道数相同、能量相同的杂化轨道。

①杂化轨道数=参与杂化的轨道数

杂化轨道能量相同

②杂化轨道只能形成σ键、容纳孤电子对。

③判断中心原子杂化类型

杂化轨道数= σ键电子对数+孤电子对数=价层电子对数

孤电子

实例

σ键电子对数

对数

CO2

BF3

SO2

CH4

NH3

2

H2O

例3:断下列原子的杂化类型

CH2 = CH2

CH

= CH

CH3 COOH

CH3

CH 2OH

N2H4

H2O2

P4

HCN

2

2

3

2

4

3

0

0

3

1

0

1

4

子对数

杂化类型

2

价层电中心原子

例4:科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：

经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。

①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）

A．中心原子的杂化轨道类型

B．

中心原子的价层电子对数

C．立体结构

D．共价键类型

②R中阴离子

N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号π55，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为

），则

中的大π键应表示为____________。

三、分子的性质

1.键的极性和分子的极性

极性分子与非极性分子的判断

①非金属单质分子：非极性分子(H2

O2

P4

C60)

特例：

O3为极性分子

②双原子分子：

A-B型为极性分子(HCl

CO……)

A-A型为非极性分子(H2

O2 ……)

③ABn 型

a.化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素价电子数，则该分子为非极性分子。

b.孤电子对法：若中心原子A无孤电子对，则该分子为非极性分子。

2.分子间作用力

(1)范德华力(无方向性、无饱和性)

分子之间存在一种将分子聚集在一起的作用力。

①影响因素：

a.一般来说，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。

例：范德华力：HF＜HCl ＜HBr ＜HI

b.分子极性越大，范德华力越大。

②对物质性质的影响

一般来说，组成和结构相似的物质，范德华力越大，(2)氢键：

(有方向性、有饱和性) ①表示方法：A-H…B A、B为电负性很强的原子(N、O、F) ②分类：分子间氢键

分子内氢键

③对物质性质的影响

a.熔沸点

形成分子间氢键，物质熔沸点升高。

例：沸点：

H2O﹥

H2S

HF﹥

HCl

形成分子内氢键，物质熔沸点降低。

b.若溶质与溶剂间可形成氢键，则溶解度增大。

例：氨气极易溶于水。

问题：用氢键知识解释为什么冰的密度比水的密度小？

3.溶解性

非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶质。(还可以指结构的相似) 例：CCl4

萃取碘水中的碘单质

CH3CH2OH易溶于水

4.手性

(1)手性异构体：具有完全相同的

和

的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。

手性分子：含有手性异构体的分子。

(2)手性碳原子：

连有

个不同的原子或原子团的碳原子。

注：若分子中有一个手性碳原子，则它有手性异构体，本身为手性分子。

5.无机含氧酸分子的酸性

无机含氧酸分子的酸性强弱比较规律：

同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。

例：酸性：HClO4＞

HClO3＞

HClO2＞

HClO

酸性：

H2SO4＞

H2SO3

酸性：

HNO3＞

HNO2

或：(HO)mROn

，R相同时，n值越大，酸性越强。

解释：