归纳与整理主要内容及教案内容

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选修三

第二章

分子结构与性质

武汉市汉铁高级中学

付聪

一、教学目标：

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)。

4.能用价层电子对互斥原理或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。

5.了解范德华力的含义及物质性质的影响。

6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。

二、教学思想：

分子结构与性质在本书中的位置承前启后。原子间通过共价键相结合，形成共价分子，分子的立体构型及分子间作用力对物质性质的影响是本章的核心内容。

考题形式以填空题为主，兼有解释原因的文字表达。常要求回答分子或离子的空间构型，杂化类型，σ键或π键的数目及熔沸点的高低比较等。在高考中赋分5~8分。

三、教学过程

经过本章节的学习，我们了解了共价键，分子间作用力的形成，了解了杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型，能用价层电子对互斥理论或杂化理论来推测常见的简单分子或离子的立体构型，这节课我们一起来复习本章的内容。

考点一

共价键的类型和数目的判断

高考中本考点的考查多集中在共价键类型的判断上，特别是有关σ键的判断。

【知识点整合】1、本质：在原子之间形成共用电子对

2、

基本特征：具有饱和性和方向性

共价键的类型：形成共价键的原子轨道重叠方式：

形成共价键的电子对是否偏移: 形成共用电子对数：

【学生思考】：1、σ键和π键的判断

2、

极性共价键和非极性共价键的判断（学生回答）

【例

1】

(2015 年浙江模拟)下列物质中，只含有极性键的分子是______，既含离子键又含共价键的化合物是______；只存在σ键的分子是______，同时存在σ键与π键的分子是______。

A.N2

B.CO2

C.CH2Cl2

D.C2H4

E.C2H6

F.CaCl2

G.NH4Cl 【例2】(1) CS2分子中，共价键的类型有

。

(2) Ni能和CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4, 1mol Ni(CO)4中含有

mol σ键。

(3)1mol CH3COOH分子含有σ键的数目为

。

(4)1mol CH3CHO分子含有σ键的数目为

。

考点二、分子的立体构型预测和判断

1、价电子对互斥模型：价电子对互斥模型说明的是_

_的立体构型，而分子的立体构型指的是

的立体构型，不包括孤电子对。

(1)当中心原子无孤对电子对时，两者的构型一致。

(2)当中心原子有孤对电子对时，两者的构型不一致。

3)价电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子立体构型的关系：

分子杂化构型

轨道杂化类型

杂化轨道数目

杂化轨道间夹角

立体构型

实例

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理论

sp

sp2

sp3

电子对数

2

2

3

4

成键孤电子对数

对数

2

3

0

0

180°

120°

109°28′

电子对立体构型

直线形

三角形

直线形

平面正三角形

正四面体形

分子立体构型

直线形

三角形

V形

四面体形

BeCl2

BF3

CH4

实例

BeCl2

BF3

SnBr2

CH4

NH3

H2O

价电子对互斥理论

3

2

4

4

3

2

1

0

1

2

四面体

三角锥形

V形

【小结】判断分子中心原子的杂化类型的方法（微课）

(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断：若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生

sp3杂化；若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心

原子发生sp2

杂化；若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生

sp 杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3

杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生

sp2

杂化；若杂化轨道之间的夹角为

180°，则分子的中心原子发生

sp 杂化。

－－3) 根据等电子原理进行推断：如

CO2

是直线形分子，CNS、N3与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用

sp 杂化。

(4)根据中心原子的电子对数＝参与杂化的轨道数目判断：如中心原子的电子对数为4，是

sp3杂化，为3 是

sp2 杂化，为2 是

sp 杂化。

(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断：如没有π键为

sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp杂化。

3.配位键与配合物。

(1)配位键的形成条件：

（2)配位键的表示方法：

(3)形成配合物的条件：

(4)配合物的组成：

【例

4】

(1)AsCl3分子的立体构型为

，其中As的杂化轨道类型为

。

(2)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为

，微粒之间存在的作用力是

。

(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为

，其中氧原子的杂化方式为

。

(4)①SO2分子中S原子价层电子对数是

对，分子的立体构型为

；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为

；SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为

；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约160 pm，较短的键为

(填图中字母)，该分子中含有

个σ键。②V2O5溶解在NaOH溶

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液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为

【小结】判断分子或离子立体构型“三步曲”（让学生上台进行总结）

第一步：确定中心原子上的价层电子对数

a 为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b 为电荷数，

＋x 为非中心原子的原子个数如NH4的中心原子为N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子11孤电子对数＝(a－xb)＝×(4－4×1)＝0 22第二步：确定价层电子对的立体构型

由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的立体构型。

第三步：分子立体构型的确定

价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减去成键电子对数，得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子立体构型。

＋－【例5】Cu2能与NH3、H2O、Cl等形成配位数为4的配合物。

＋(1)[Cu(NH3)4]2中存在的化学键类型有________(填序号)。

A.配位键

B.极性共价键

C.非极性共价键

D.离子键

＋＋－(2)[Cu(NH3)4]2具有对称的立体结构，[Cu(NH3)4]2中的两个

NH3 被两个

Cl取代，能得到两＋种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2的立体结构为________。

＋(3)某种含Cu2的化合物催化丙烯醇制备丙醛的反应为

HOCH2CH==CH2―→CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数，是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的

2 倍，则这类碳原子的杂化方式为____________。

考点三、分子间作用力与分子的性质

1．分子间作用力。

2．分子的极性。

极性分子与非极性分子的区别

【小结】分子极性的判断方法:（让学生上台进行总结）

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（1）由非极性键构成的双原子分子一定是非极性分子，如N2，O2，H2

（2）由极性键构成的双原子分子一定是极性分子，如HCl，CO （3）由极性键构成的多原子分子，根据空间结构来判断。如果空间结构对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，反之就是极性分子。

（4）判断

ABn 型分子极性的经验规律：:若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。

3“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于__________，极性溶质一般能溶于__________。若能形成氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。

“相似相溶”还适用

于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH 和

H2O 中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

4手性：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为____________，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。

5无机含氧酸分子的酸性。对于同一种元素的无机含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn ，R相同时，n值越大，R 的正电性越强，—R—O—H 中的氧原子的电子就会越向

R 偏移，在水分子的作用下，就越容易电离出＋H，酸性也就越强。如H2SO3可写成(HO)2SO，n＝1；H2SO4可写成

(HO)2SO2，n＝2。所以H2SO4的酸性强于H2SO3。同理，酸性：HNO3＞HNO2，HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO。

[例5](1)H2O分子内的O—H 键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为______________________________________。

的沸点比＋＋＋高，原因是

＋(2) H可与H2O形成H3O，H3O中

O 原子采用______H3O中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因

【例6】已知

A、B、C、D 四种短周期元素的核电荷数依次增大。A 原子

s 轨道电子数是

p 轨道电子数的两倍，C 原子的

L 能层中有两对成对电子，C、D 同主族。E、F 是第四周期元素，且

E 位于周期表中的

ds 区，F原子核外有

33 种不同运动状态的电子。根据以上信息用相应的元素符号填空：

＋(1)E核外电子排布式为______________，FC43-离子的空间构型为__________，与其互为等电子体的一种有机分子为______(填化学式)。

(2)B 元素所在周期第一电离能最大的元素是________(填元素符号)。

(3)D 所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是____________(填化学式)；能导电的

A 单质与

B、D、E的单质形成的晶体相比较，熔点由高到低的排列顺序是________________(填化学式)。

(4)已知EDC4溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa )，即可得到配合物

A。其结构如图所示：

①配合物

A 中碳原子的轨道杂化类型为____________。

②1 mol 氨基乙酸钠

(H2N—CH2—COONa) 含有σ键的数目为_________。

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四、教学反思

本章涉及的知识点非常多，需要教师和学生一起进行总结归纳，再配以大量习题才能构建本章的知识框架。本节课通过微课小视屏和学生上台总结，帮助学生理清思路，培养了学生归纳能力和口头表达能力。通过习题提炼了解题方法，通过学生演板，规范了答题要求。让学生对本章内容能融会贯通，课堂教学效果好。