归纳与整理优秀教学设计

第3节

分子的性质

一、教学设计

本节是在学习了共价键和分子的立体结构的基础上，进一步来认识分子的一些性质，包括共价键的极性和非极性，并由此引出一些共价分子的性质及其应用；范德华力、氢键及其对物质性质的影响，特别是物质的熔沸点及溶解性等；无机含氧酸分子的酸性等。教学时要注意引导学生运用“物质结构决定物质性质，性质反映结构”的观念来理解和解释分子的性质。

教学重点：

1. 极性分子和非极性分子；

2. 分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响。

教学难点：

1. 手性分子；

2. 无机含氧酸分子的酸性。

具体教学建议：

1. 教学过程中可先复习离子键、共价键和电负性等概念，再分析H2、Cl2、N2、HCl、H2O等分子中成键原子间共用电子对的偏移情况，帮助学生理解共价键的极性和非极性。

2. 可用下表来表示共价键的极性与分子的极性的关系。

*分子中各键的向量和是否为零，可通过数学或物理学中的向量知识来确定。

3. 关于范德华力的影响因素，建议只介绍两点：一是通过观察教科书中的表2-4，得出分子的极性越大，范德华力越大；二是通过“学与问”，得出结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。

4. “相似相溶”规则是个经验规则，不宜扩展太多，充分利用教科书中的例子，以及“思考与交流”中的问题，使学生体会到“相似相溶”的含义及应用即可。学习“相似相溶”规则时注意应用极性分子、非极性分子、范德华力及氢键等知识；在组织“思考与交流”时，可以结合实验。

5. 可以根据教科书中的图2-38制作模型的方式帮助学生理解分子的“手性”及“手性分子”的概念；通过一些例子了解“手性分子”在生命科学中的应用，体会化学科学对人类生活和社会发展的贡献。

6. 判断无机含氧酸分子的酸性强弱，是物质结构影响物质化学性质的一个例子，进一步加深“物质结构决定物质性质，性质反映结构”的观念。

教学方案参考

【方案Ⅰ】问题解决学习键的极性和分子的极性

创设问题情景：（1）复习共价键的概念；（2）复习电负性的概念；（3）写出H2、Cl2、N2、HCl、H2的电子式。

提出问题：由相同或不同原子形成的共价键，共用电子在两原子间出现的机会是否相同？若相同是怎样的？若不同，又是怎样的？

讨论与归纳：通过学生的观察、思考，讨论后归纳结论。一般说来，同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移，是非极性键。而由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键。

提出问题：（1）共价键有极性和非极性，分子是否也有极性和非极性？（2）由非极性键形成的分子中，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布？是否重合？（3）由极性键形成的分子中，怎样找正电荷的中心和负电荷的中心？

讨论交流：利用教科书提供的例子，以小组合作学习的形式，借助图示以及数学或物理中学习过的向量合成的方法，讨论、研究判断分子极性的方法。

总结归纳：在合作学习、讨论的基础上，引导学生通过表格方式对键的极性与分子的极性的关系进行总结（参见具体教学建议2中的表格）。

反思与评价：组织完成“思考与交流”。

【方案Ⅱ】问题解决学习范德华力及其对物质性质的影响

创设问题情景：（1）气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？（2）仔细观察教科书中的表24，结合分子结构的特点和数据，能得出什么结论？（3）完成“学与问”，能得出什么结论？

讨论交流：以小组合作学习的形式，进行小组讨论交流，逐一解决上述问题，形成小组观点，进行全班交流。

归纳总结：在师生充分讨论的基础上，得出范德华力的概念，以及分子的极性越大，范德华力越大；结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大等结论。

【方案Ⅲ】实验探究学习“相似相溶”规则

实验探究：（1）实验蔗糖、氨、萘和碘分别在水和四氯化碳中的溶解性；（2）结合“思考与交流”中的相关内容进行实验。

归纳总结：根据实验现象，引导学生从极性分子与非极性分子的角度去解释现象，从而总结出相似相溶规则。

应用反馈：（1）碘为什么易溶于四氯化碳而不易溶于水？氨和氯化氢为什么极易溶于水？（2）教科书中图2-29、图2-30说明了什么？

二、问题交流

【思考与交流1】

1. 极性分子：HCl 非极性分子：H2

O2

Cl2

2. 都是非极性分子

3. 极性分子：HCN

H2O

NH3

CH3Cl 非极性分子：CO2

BF3

CH4

【思考与交流2】

1. NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规则，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与水之间还可形成氢键，使得NH3更易溶于水。

2. 油漆是非极性分子，有机溶剂（如乙酸乙酯）也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规则，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。。

3. 实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。

【学与问】

当分子结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。因此，由于F2～I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力也逐渐增大，使F2～I2的熔、沸点越来越高。

三、习题参考答案

1. 水是角形分子，氢氧键为极性键，所以水分子中正电荷的中心和负电荷的中心不重合，为极性分子。而二氧化碳为直线形分子，虽然碳氧键为极性键，但分子的正电荷的中心和负电荷的中心重合，所以为非极性分子。

2. 低碳醇如甲醇或乙醇，其中的—OH与水分子的—OH相近，因而能与水互溶，而高碳醇的烃基较大，使其中的—OH与水分子的—OH的相似因素少多了，因而它们在水中的溶解度明显减小。

3. 水是极性分子，而汽油是非极性分子，根据“相似相溶”规则，汽油在水中的溶解度应很小。

4. （1）氢键不是化学键，而是较强的分子间作用力；

（2）由于甲烷中的碳不是电负性很强的元素，故甲烷与水分子间一般不形成氢键；

（3）乙醇与水分子间不但存在范德华力，也存在氢键；

（4）碘化氢的沸点比氯化氢高是由于碘化氢的相对分子质量大于氯化氢的，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。

5. 两张图表明气态氢化物的沸点一般是随相对分子质量增加而增大的，这是由于相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。但氟化氢、水和氨的沸点反常地高，表明在它们的分子间存在较强的相互作用，即氢键。

6. 对羟基苯甲酸的沸点高。因为对羟基苯甲酸在分子间形成氢键，而邻羟基苯甲酸在分子内形成了氢键，分子之间不存在氢键。

复习题参考答案

1. B

2. CDAB

3. D

4. D

5. A 6. CCl4的中心原子为碳，它的最外层电子都用于形成σ键，属AB4型分子，其立体结构为正四面体形；NH3和H2O的中心原子上分别有1对和2对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而略去孤对电子对后，NH3呈三角锥形，H2O呈角形。

7. 白磷分子的空间构型为正四面体，四个磷原子间共有6个σ键，当氧气不足时，每个单键中插入一个氧原子成为P4O6，当氧气充足时，每个磷原子还可再结合一个氧原子成为P4O10（参看教科书中的图2-12）。

8. 乙烷分子中的碳原子采取sp杂化轨道形成σ键。乙烯分子的碳原子采取sp杂化轨道形成σ键，在乙烯分子中，2个碳原子各以2个sp杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键，因此，乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。乙炔2232

分子的碳原子采取sp杂化轨道形成σ键，在乙炔分子中，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键，同时又各以其另1个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键，因此，乙炔的三键中有1个σ键和2个π键。乙炔加氢变成乙烯时，碳原子由sp杂化转为sp杂化，当继续加氢生成乙烷时，碳原子杂化转为sp杂化。

9. 乙烯分子中碳原子采取sp杂化，杂化后的3个sp杂化轨道呈平面三角形，而剩下的未杂化的2p轨道垂直于3个sp杂化轨道构成的平面。2个碳原子各以2个sp杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，因而四个氢原子在同一平面上。另外，每个碳原子还有一个未参与杂化的p轨道，两个p轨道肩并肩重叠形成π键，π键是不能旋转的，所以乙烯分子中的双键是不容旋转的。

10. OF2与H2O的立体结构相似，同为角形，但水分子的极性很强，而OF2的极性却很小，这是因为：（1）从电负性上看，氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差；（2）OF2中氧原子上有两对孤对电子，抵消了F—O键中共用电子对偏向F而产生的极性。

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