归纳与整理名师教学实录

人教版 化学选修3 物质结构与性质

第二章

分子结构与性质

（归纳与整理）

王瑞红 柳林县

鑫飞中学 [教材分析]

化学必修2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学必修2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键。

在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。

在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、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、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对1

物质性质的影响；根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用

[学情分析]

本章内容抽象，学生理解困难。要在教学过程中使抽象的内容具体化。

[知识与技能]：

1.了解共价键的形成、极性、类型，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。 4.能用价层电子对互斥理论或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对物质性质的影响 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。 [过程与方法]：学习抽象概念的方法：可以运用类比、模型的方法，注意各概念的区别与联系，熟悉掌握各知识点的共性和差异性。

[情感与价值观]：使学生感受到：在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并预测物质的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观。

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[教学重点]：了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型

[教学难点]：分子立体构型的探究

[教学方式]：讲解与利用多媒体课件辅助教学相结合，教师讲解与学生自主探究相结合的学案教学。

[教学思路]：本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。

[教学过程]：

1．共价键

(1)共价键的本质与特征

①本质：在原子之间形成共用电子对。

②特征：具有方向性和饱和性。如O与H形成2个O—H 共价键且共价键夹角为105°。

(2)共价键的常见分类

分类依据

类型及特点

3

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

2．共价键的键参数

(1)定义

σ键

π键

极性键

非极性键

原子轨道“头碰头”重叠

原子轨道“肩并肩”重叠

共用电子对发生偏移

共用电子对不发生偏移

①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。

③键角：两个共价键之间的夹角。

(2)键参数对分子性质的影响

键能越大，键长越短，分子越稳定。

．3.用价层电子对互斥理论推测分子或离子的立体构型

(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。

a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。但对于离子的a为中心原子的价电子数加或减电荷数，－＋如CO23的a＝4＋2，NH4的a＝5－1。

(2)示例分析

4

价层电

子对数

2 σ键电子

对数

2 3 孤电子

对数

0 0 电子对

立体构型

直线形

立体

实例

构型

直线形

平面三角形

CO2

BF3

SO2

CH4

NH3

H2O CO23

－3 2 4 4 3 2 3 4 3 4 1 0 1 2 0 0 三角形

V形

正四面体形

四面体形

三角锥形

V形

三角形

四面体形

平面三角形

正四面体形

NH＋4

提醒：(1)价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。如CO2为直线形。

(2)孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。如键角H2O

4．用杂化轨道理论推测分子或离子的立体构型

杂化轨道

杂化类型

杂化轨道数目

间夹角

sp sp2

sp3

5．等电子原理

原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体构型，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH＋4等。

[题后归纳]

常见的等电子体汇总

微粒

通式

价电子总数

立体构型

2 3 4 180°

120°

109°28′

直线形

平面三角形

四面体形

BeCl2或HCN －BF3或CO23

立体构型

实例

CH4或NH＋4

5

－CO2、CNS－、NO＋2、N3

AX2

AX3

AX2

AX4

AX3

AX AX4

AX3

16 24 18 32 26 10 8 8 直线形

平面三角形

V形

正四面体形

三角锥形

直线形

正四面体形

三角锥形

CO23、NO3、SO3

－－SO2、O3、NO－2

－－3－CCl4、SO24、PO4、ClO4

－－2－PO33、SO3、ClO3

－－C22、CO、N2、CN

CH4、NH4、SiH4

NH3、PH3、H3O＋

6．配位键与配位化合物

(1)孤电子对

＋分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。

(2)配位键——电子对给予接受键

①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。

②配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH＋4可表示为，在NH＋4中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。

(3)配合物的组成

如[Cu(NH3)4]SO4

①配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。

②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。

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7．分子间作用力

(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。

(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。

(3)强弱：范德华力<氢键<化学键。

(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大；分子的极性越大，范德华力也越大。

(5)氢键

①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。

②表示方法：A—H…B。

提醒：A．A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。B．A、B可以相同，也可以不同。

③特征：具有一定的饱和性和方向性。如在冰中每个H2O分子周围四面体的4个方向形成4个氢键。

④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。其中分子间氢键主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。

⑤影响：A—H…B中A、B的电负性越强，氢键越强。如F—H…F>O—H…O>N—H…N。

示例

写出HF的水溶液中存在的氢键有F—H…O，F—H…F，O—H…F，O—H…O。

8．分子的性质

(1)分子的极性

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(2)分子溶解性

①“相似相溶”的规律：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剂。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。

②“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。

③分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解度，如SO2、NO2。

(3)分子的手性

①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。

②手性分子：具有手性碳原子的分子。

③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，

如(4)无机含氧酸分子的酸性

。

无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO

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示例

(1)对于葡萄糖分子CH2OH(CHOH)4CHO中有4个手性碳原子。

(2)对于HNO3和HNO2，HNO3酸性较强。

(3)NH3极易溶于水的原因为NH3为极性分子；NH3与H2O形成分子间氢键；NH3与H2O反应生成NH3·H2O。

【板书设计】

【教学反思】

本章内容抽象，我们利用模型使抽象的分子具体化，拓展了学生的空间想象了。

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