归纳与整理优质课一等奖

第二章 分子结构与性质

《归纳与整理》教学设计

授课人 丁树辉 潮州市金山中学

一、教学目标：

（一）知识与技能：

1．了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

2．认识共价分子的多样性和复杂性。

3．认识价层电子对互斥模型。

4．了解化学键和范德华力、氢键的区别。

（二）过程与方法：

1．能够用实例说明“等电子原理”的含义及应用。

2．学会断杂化轨道类型。

3．学会运用VSEPR模型或杂化轨道理论预测简单分子或离子的立体结构。

（三）情感、态度与价值观：

培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力，树立透过现象看本质的辨证唯物观。

二、复习重点：

1．共价键类型的判断及强弱比较。

2．共价键、范德华力和氢键对物质性质的影响。

3．杂化轨道类型的判断及利用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论对分子、离子立体构型的判断和解释。

三、复习难点：

1．掌握杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

2．能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。

四、学情分析：

本章的内容在化学（必修2）化学键的基础上深入了解共价键、分子的空间构型及分子的某些性质与结构之间的联系，是对必修2化学键内容的补充学习，对学生的归纳推理能力及空间想象能力提出了更高的要求，同时也是承前启后的一章，将《原子结构与性质》与《晶体结构与性质》两章内容衔接在一起，是选修三内容中的重难点以及考点所在。

五、教学过程：

经过这几节课对本章节的学习，我们了解了共价键、分子间作用力的形成，性质，和对物质性质的影响，了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型，这节课我们来复习一下本章的内容。

（一）共价键

【课件展示】

1、共价键的类型

共价

键

电子云的重叠方式

π键（肩并肩）

共用电子对的数目

一方提供空轨道

一方提供电子对

共用电子对是否偏移

极性键（X-Y）

非极性键（X-X）

σ键（头碰头）

s-s σ键

s-p σ键

p-p σ键

p-p π键

——单键、双键、三键

中心原子

配位键 （特殊共价键）

配位体

【例1】

M、N、X、Y四种主族元素在周期表里的相对位置如下图所示，已知它们的原子序数总和为46。

M

（1）M与Y形成的化合物中含________键，属__________(填“极性”或“非极性”)分子。

（2）N元素形成的单质分子中的化学键类型及数目是__________(填“σ键”或“π键”，下同)，在化学反应中________易断裂。

（3）由N、Y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为______________，其中的化学键有__________。

【提问，学生作答】

【教师讲解】设M的质子数是x，则N的质子数是x＋1，X的质子数是x＋10，Y的质子数是x＋11,4x＋22＝46，x＝6，四种元素分别是C、N、S、Cl。M与Y形成的化合物CCl4，分子中化学键是极性键，是非极性分子。N2分子中有一个σ键、两个π键，其中π键不稳定易断裂。

【例1答案】（1）极性

非极性

（2）一个σ键、两个π键，

π键

（3）

，

离子键、共价键、配位键

2、共价键的特征：①饱和性——决定了原子形成分子时相互结合的数量关系

②方向性——决定了化学键夹角、分子空间构型

3、共价键的参数

键能

N

X

Y 键参数分子的稳定性

分子的性质性

分子的空间构型

键长

键角

4、等电子体——原子总数相同、价电子总数相同的分子

类型

二原子10电子的等电子体

三原子16电子的等电子体

三原子18电子的等电子体

四原子24电子的等电子体

五原子8电子的等电子体

五原子32电子的等电子体

【例2】下列有关说法中正确的是(

) A．N2O分子中键角为120°

B．PO43分子为平面正方形结构

—实例

N2、CO、CN

CO2、CS2、N2O、BeCl2

NO2、O3、SO2

NO3、CO32、BF3、SO3

————CH4、NH4+

SiF4、CCl4、SO42、PO43

——C．H3O和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构

D．B3N3H6(硼氮苯)和苯是等电子体，B3N3H6分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道

【提问，学生作答】

【教师讲解】

本题主要考察等电子体原理的运用：

A选项N2O与CO2互为等电子体，空间构型均为直线形，键角为180°；

B选项PO43与CCl4互为等电子体，空间构型应为正四面体；

—＋C选项H3O和PCl3价电子数不一样，不是等电子体；

D选项正确。

（二）分子的立体结构

【课件展示】

VSEPR模型

＋σ键电子对数

中心原子

——(a-xb)/2 孤电子对数

2：直线形

3：平面三角形

4：四面体

sp杂化

价层电子对数

略去孤电子对

分子的立体结构

分杂化轨道理论

Sp2杂化

sp3杂化

课件展示常见例子：不含孤电子对和含孤电子对分子(离子)的空间构型。

【例3】（1）利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型：

SeO3 _________；

SCl2_________；

NO2+ _________；

NO2_________；

—HCHO _________；

HCN_________。

（2）利用价电子对互斥理论推断键角的大小：

① HCHO分子中，H—C—H的键角___120°；

② PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角____109°28′。

【分组讨论】学生分小组讨论完成例3，并由小组代表回答。

【例4】CH3+、—CH3、CH3都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是(

) —

A．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化

B．CH3-与NH3、H3O+互为等电子体，几何构型均为正四面体形

C．CH3+中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面

D．CH3+与OH形成的化合物中含有离子键

—【教师讲解】

CH3+、—CH3、CH3原子个数相等但价电子数不等，所以不是等电子体，故A错误；—CH3与NH3、H3O+原子个数相等、价电子数相等互为等电子体，CH3价层电子对个数是3——且不含孤电子对、NH3价层电子对个数是4且含有一对孤电子对、H3O+价层电子对个数是4且含有一对孤电子对，所以其中心原子分别为sp2杂化、sp3杂化、sp3杂化，几何构型分别为平面三角形、三角锥形、三角锥形，故B错误，C正确；CH3+与OH形成的化合物中只—含共价键不含离子键，故D错误。

【分组讨论】学生分小组讨论完成例5，并由小组代表回答。

例5

科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如下图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是(

) A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键

B．分子中4个氮原子共平面

C．该物质既有氧化性又有还原性

D．15.2 g该物质含有6.02×1022个原子

（三）分子的性质

【课件展示】

极性键

空间不对称

极性分子

空间对称

非极性键

非极性分子

【思考】常见的极性分子，非极性分析都有哪些？举例说明

【例6】下列关于粒子结构的描述不正确的是(

)

A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子

B．HS和HCl均是含有一个极性键的18电子粒子

C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子

D．H2O2是含非极性键的极性分子

【课件展示】

影响

范德华力

因素

相对分子质量

－

较分子极性

弱

分子间作用力

本质

静电作用

较

强分子间氢键

氢键

类型

分子内氢键

饱和性

特征

方向性

【例7】下列关于CS2、SO2、NH3、H2O2四种物质的说法中正确的是(

) A．H2O2在CS2中的溶解度很大

B．SO2易溶于水，原因之一是它是极性分子

C．CS2为非极性分子，所以在四种物质中熔、沸点最低

D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子

【讨论】学生通过题目，讨论回顾物质的溶解度相关内容

【课件展示】无机含氧酸的酸性——(HO)mROn 【小组讨论】分小组讨论，完成下表：

含氧酸

次氯酸

结构简式

磷酸

非羟基氧原子数

酸性

_______ _______ _______ _______ 硫酸

_______ _______ 高氯酸

_______ _______

Cl—OH 【例8】下列叙述中正确的是(

)

A．无机含氧酸分子中含有几个氢原子，它就属于几元酸

B．同周期非金属元素的氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强

C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，酸性越强

D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，它们的酸性相近，均为中强酸

【课堂小结】

1．了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

2．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

3．能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。

4．了解化学键和分子间作用力的区别。

5．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

【课后作业】

H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构：_________________、_________________。

H2CO3中非羟基氧原子数为___，按此规则判断碳酸应属于_____酸，与通常认为的碳酸是弱酸不一致。其可能的原因是：___________________________________________。