归纳与整理优秀教案内容

第2章

分子结构与性质

一、教学设计

【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理论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。

二、教学过程

考点1

共价键

1.共价键

(1)共价键的本质与特征

(2)共价键类型

(3)键参数

①概念

②键参数对分子性质的影响

键能越

,键长越

,分子越稳定。

2.配位键与配位化合物

(1)配位键

①配位键的形成:成键原子一方提供

,另一方提供

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

的原子,如

可表示为[

]+,在中,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。

(2)配合物

如[Cu(NH3)4]SO4

配位体有孤电子对,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。

中心原子有空轨道,如、Cu2+、Zn2+、Ag+等。

考点2

分子的立体构型

1.价层电子对互斥理论

(1)理论要点

①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。

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。

(2)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。

价层电子对数=

键电子对数+中心原子

。

其中:a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数),b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合的原子数。

(3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系

价层

电子

对数

成键

对数

孤电子

对数

电子对立

体构型

分子立

实例

体构型

键角

2

2

0

直线形

形

BeCl2

.

3

3

2

0

1

三角形

形

BF3

.

形

SnBr2

105°

4

4

3

2

0

1

2

四面体形

形

形

形

CH4

NH3

H2O

109°28′

107°

105°

2.杂化轨道理论

(1)杂化轨道概念:在外界条件的影响下,原子内部能量

的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化,组合后形成的一组新的原子轨道,叫杂化原子轨道,简称杂化轨道。

(2)杂化轨道的类型与分子立体构型的关系

(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型

杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有公式: 杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键个数。

3.等电子原理

原子总数相同,

的分子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质,如CO和N2。

三方法”判断分子中心原子的杂化类型

1.根据价层电子对数判断

价层电子对数

杂化类型

2

sp

3

sp2

4

sp3

2.根据结构(简)式判断

在结构(简)式中,若C、N等原子形成单键时为sp3杂化、双键时为sp2杂化、三键时为sp杂化。

3.根据等电子原理进行判断

如CO2是直线形分子,CNS、错误！未找到引用源。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。

-

1.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

和

。

(3)强弱:范德华力

氢键

化学键。

(4)范德华力:一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增大,范德华力逐渐

。

范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越大,物质的熔点、沸点越

,硬度越

。

5)氢键

①形成:已经与电负性很

的原子形成共价键的

(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个电负性

的原子之间的作用力,称为氢键。

②表示方法:A—H…B—(A、B是电负性很大的原子,一般为N、O、F三种元素;A、B可以相同,也可以不同。) ③特征:具有方向性和饱和性。

④分类:氢键包括

氢键和

氢键两种。

⑤分子间氢键对物质性质的影响:主要表现为使物质的熔、沸点

,对电离和溶解度等产生影响。

2.分子的性质

(1)分子的极性

类型

非极性分子

极性分子

形成原因

正电中心和负电中心

重合

的分子

正电中心和负电中心

不重合

.的分子

存在的

非极性键或极性键 .

共价键

非极性键或极性键 .

分子内

对称 .

原子排列

(2)分子的溶解性

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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度

。

②随着溶质分子中憎水基个数的增大,溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。

(3)分子的手性

①手性异构(对映异构):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,却在三维空间里不能重叠的现象。

②手性分子:具有手性异构体的分子。

③手性碳原子:在有机物分子中,连有

个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的 不对称 .

分子是手性分子,如

。

(4)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

H2SO3。同理,酸性:HNO3强于

HNO2, HClO4

.>

HClO3 > HClO2 >

HClO。

范德华力、氢键和共价键的比较

作用粒子

强度比较

范德华力

分子或原子(稀有气体分子)

氢键

氢原子,氟、氮、氧原子(分子内,分子间)

共价键

原子

共价键>氢键>范德华力

影响其强

度的因素

①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大

②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大

对于

成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定

A—H…B—,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大

对物质性

质的影响

①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质

②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高,如F2<

Cl2

①分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔沸点:H2O>H2S,HF>

HCl,NH3>PH3

②分子内氢键使物质的熔、沸点降低

①影响分子的稳定性,共价键键能越大,分子稳定性越强

②对于原子晶体,共价键键能越大,晶体的熔点越高

分子极性判断的思维程序和两种思维模型

2.思维模型

(1)根据键的类型及分子的立体构型判断

非极性分子、极性分子的判断,首先看键是否有极性,然后再看各键的空间排列状况。键无极性,分子必无极性(O3除外);键有极性,各键空间排列均匀,使键的极性相互抵消,分子无极性;键有极性,各键空间排列不均匀,不能使键的极性相互抵消,分子有极性。

共价键的极性与分子极性的关系可总结如下: